kernel - Fix bottlenecks that develop when many processes are running
[dragonfly.git] / sys / vm / vm_page.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  *
5  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
6  * The Mach Operating System project at Carnegie-Mellon University.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
18  *    without specific prior written permission.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
30  * SUCH DAMAGE.
31  *
32  *      from: @(#)vm_page.c     7.4 (Berkeley) 5/7/91
33  * $FreeBSD: src/sys/vm/vm_page.c,v 1.147.2.18 2002/03/10 05:03:19 alc Exp $
34  */
35
36 /*
37  * Copyright (c) 1987, 1990 Carnegie-Mellon University.
38  * All rights reserved.
39  *
40  * Authors: Avadis Tevanian, Jr., Michael Wayne Young
41  *
42  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and
43  * its documentation is hereby granted, provided that both the copyright
44  * notice and this permission notice appear in all copies of the
45  * software, derivative works or modified versions, and any portions
46  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
47  *
48  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
49  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND
50  * FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
51  *
52  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
53  *
54  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
55  *  School of Computer Science
56  *  Carnegie Mellon University
57  *  Pittsburgh PA 15213-3890
58  *
59  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
60  * rights to redistribute these changes.
61  */
62 /*
63  * Resident memory management module.  The module manipulates 'VM pages'.
64  * A VM page is the core building block for memory management.
65  */
66
67 #include <sys/param.h>
68 #include <sys/systm.h>
69 #include <sys/malloc.h>
70 #include <sys/proc.h>
71 #include <sys/vmmeter.h>
72 #include <sys/vnode.h>
73 #include <sys/kernel.h>
74 #include <sys/alist.h>
75 #include <sys/sysctl.h>
76 #include <sys/cpu_topology.h>
77
78 #include <vm/vm.h>
79 #include <vm/vm_param.h>
80 #include <sys/lock.h>
81 #include <vm/vm_kern.h>
82 #include <vm/pmap.h>
83 #include <vm/vm_map.h>
84 #include <vm/vm_object.h>
85 #include <vm/vm_page.h>
86 #include <vm/vm_pageout.h>
87 #include <vm/vm_pager.h>
88 #include <vm/vm_extern.h>
89 #include <vm/swap_pager.h>
90
91 #include <machine/inttypes.h>
92 #include <machine/md_var.h>
93 #include <machine/specialreg.h>
94
95 #include <vm/vm_page2.h>
96 #include <sys/spinlock2.h>
97
98 /*
99  * SET - Minimum required set associative size, must be a power of 2.  We
100  *       want this to match or exceed the set-associativeness of the cpu.
101  *
102  * GRP - A larger set that allows bleed-over into the domains of other
103  *       nearby cpus.  Also must be a power of 2.  Used by the page zeroing
104  *       code to smooth things out a bit.
105  */
106 #define PQ_SET_ASSOC            16
107 #define PQ_SET_ASSOC_MASK       (PQ_SET_ASSOC - 1)
108
109 #define PQ_GRP_ASSOC            (PQ_SET_ASSOC * 2)
110 #define PQ_GRP_ASSOC_MASK       (PQ_GRP_ASSOC - 1)
111
112 static void vm_page_queue_init(void);
113 static void vm_page_free_wakeup(void);
114 static vm_page_t vm_page_select_cache(u_short pg_color);
115 static vm_page_t _vm_page_list_find2(int basequeue, int index);
116 static void _vm_page_deactivate_locked(vm_page_t m, int athead);
117
118 MALLOC_DEFINE(M_ACTIONHASH, "acthash", "vmpage action hash");
119
120 /*
121  * Array of tailq lists
122  */
123 __cachealign struct vpgqueues vm_page_queues[PQ_COUNT];
124
125 LIST_HEAD(vm_page_action_list, vm_page_action);
126
127 /*
128  * Action hash for user umtx support.  Contention is governed by both
129  * tsleep/wakeup handling (kern/kern_synch.c) and action_hash[] below.
130  * Because action_hash[] represents active table locks, a modest fixed
131  * value well in excess of MAXCPU works here.
132  *
133  * There is also scan overhead depending on the number of threads in
134  * umtx*() calls, so we also size the hash table based on maxproc.
135  */
136 struct vm_page_action_hash {
137         struct vm_page_action_list list;
138         struct lock     lk;
139 } __cachealign;
140
141 #define VMACTION_MINHSIZE       256
142
143 struct vm_page_action_hash      *action_hash;
144 static int vmaction_hsize;
145 static int vmaction_hmask;
146
147 static volatile int vm_pages_waiting;
148 static struct alist vm_contig_alist;
149 static struct almeta vm_contig_ameta[ALIST_RECORDS_65536];
150 static struct spinlock vm_contig_spin = SPINLOCK_INITIALIZER(&vm_contig_spin, "vm_contig_spin");
151
152 static u_long vm_dma_reserved = 0;
153 TUNABLE_ULONG("vm.dma_reserved", &vm_dma_reserved);
154 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, dma_reserved, CTLFLAG_RD, &vm_dma_reserved, 0,
155             "Memory reserved for DMA");
156 SYSCTL_UINT(_vm, OID_AUTO, dma_free_pages, CTLFLAG_RD,
157             &vm_contig_alist.bl_free, 0, "Memory reserved for DMA");
158
159 static int vm_contig_verbose = 0;
160 TUNABLE_INT("vm.contig_verbose", &vm_contig_verbose);
161
162 RB_GENERATE2(vm_page_rb_tree, vm_page, rb_entry, rb_vm_page_compare,
163              vm_pindex_t, pindex);
164
165 static void
166 vm_page_queue_init(void) 
167 {
168         int i;
169
170         for (i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++)
171                 vm_page_queues[PQ_FREE+i].cnt_offset =
172                         offsetof(struct vmstats, v_free_count);
173         for (i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++)
174                 vm_page_queues[PQ_CACHE+i].cnt_offset =
175                         offsetof(struct vmstats, v_cache_count);
176         for (i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++)
177                 vm_page_queues[PQ_INACTIVE+i].cnt_offset =
178                         offsetof(struct vmstats, v_inactive_count);
179         for (i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++)
180                 vm_page_queues[PQ_ACTIVE+i].cnt_offset =
181                         offsetof(struct vmstats, v_active_count);
182         for (i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++)
183                 vm_page_queues[PQ_HOLD+i].cnt_offset =
184                         offsetof(struct vmstats, v_active_count);
185         /* PQ_NONE has no queue */
186
187         for (i = 0; i < PQ_COUNT; i++) {
188                 TAILQ_INIT(&vm_page_queues[i].pl);
189                 spin_init(&vm_page_queues[i].spin, "vm_page_queue_init");
190         }
191 }
192
193 /*
194  * note: place in initialized data section?  Is this necessary?
195  */
196 long first_page = 0;
197 int vm_page_array_size = 0;
198 vm_page_t vm_page_array = NULL;
199 vm_paddr_t vm_low_phys_reserved;
200
201 /*
202  * (low level boot)
203  *
204  * Sets the page size, perhaps based upon the memory size.
205  * Must be called before any use of page-size dependent functions.
206  */
207 void
208 vm_set_page_size(void)
209 {
210         if (vmstats.v_page_size == 0)
211                 vmstats.v_page_size = PAGE_SIZE;
212         if (((vmstats.v_page_size - 1) & vmstats.v_page_size) != 0)
213                 panic("vm_set_page_size: page size not a power of two");
214 }
215
216 /*
217  * (low level boot)
218  *
219  * Add a new page to the freelist for use by the system.  New pages
220  * are added to both the head and tail of the associated free page
221  * queue in a bottom-up fashion, so both zero'd and non-zero'd page
222  * requests pull 'recent' adds (higher physical addresses) first.
223  *
224  * Beware that the page zeroing daemon will also be running soon after
225  * boot, moving pages from the head to the tail of the PQ_FREE queues.
226  *
227  * Must be called in a critical section.
228  */
229 static void
230 vm_add_new_page(vm_paddr_t pa)
231 {
232         struct vpgqueues *vpq;
233         vm_page_t m;
234
235         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
236         m->phys_addr = pa;
237         m->flags = 0;
238         m->pat_mode = PAT_WRITE_BACK;
239         m->pc = (pa >> PAGE_SHIFT);
240
241         /*
242          * Twist for cpu localization in addition to page coloring, so
243          * different cpus selecting by m->queue get different page colors.
244          */
245         m->pc ^= ((pa >> PAGE_SHIFT) / PQ_L2_SIZE);
246         m->pc ^= ((pa >> PAGE_SHIFT) / (PQ_L2_SIZE * PQ_L2_SIZE));
247         m->pc &= PQ_L2_MASK;
248
249         /*
250          * Reserve a certain number of contiguous low memory pages for
251          * contigmalloc() to use.
252          */
253         if (pa < vm_low_phys_reserved) {
254                 atomic_add_int(&vmstats.v_page_count, 1);
255                 atomic_add_int(&vmstats.v_dma_pages, 1);
256                 m->queue = PQ_NONE;
257                 m->wire_count = 1;
258                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, 1);
259                 alist_free(&vm_contig_alist, pa >> PAGE_SHIFT, 1);
260                 return;
261         }
262
263         /*
264          * General page
265          */
266         m->queue = m->pc + PQ_FREE;
267         KKASSERT(m->dirty == 0);
268
269         atomic_add_int(&vmstats.v_page_count, 1);
270         atomic_add_int(&vmstats.v_free_count, 1);
271         vpq = &vm_page_queues[m->queue];
272         TAILQ_INSERT_HEAD(&vpq->pl, m, pageq);
273         ++vpq->lcnt;
274 }
275
276 /*
277  * (low level boot)
278  *
279  * Initializes the resident memory module.
280  *
281  * Preallocates memory for critical VM structures and arrays prior to
282  * kernel_map becoming available.
283  *
284  * Memory is allocated from (virtual2_start, virtual2_end) if available,
285  * otherwise memory is allocated from (virtual_start, virtual_end).
286  *
287  * On x86-64 (virtual_start, virtual_end) is only 2GB and may not be
288  * large enough to hold vm_page_array & other structures for machines with
289  * large amounts of ram, so we want to use virtual2* when available.
290  */
291 void
292 vm_page_startup(void)
293 {
294         vm_offset_t vaddr = virtual2_start ? virtual2_start : virtual_start;
295         vm_offset_t mapped;
296         vm_size_t npages;
297         vm_paddr_t page_range;
298         vm_paddr_t new_end;
299         int i;
300         vm_paddr_t pa;
301         vm_paddr_t last_pa;
302         vm_paddr_t end;
303         vm_paddr_t biggestone, biggestsize;
304         vm_paddr_t total;
305         vm_page_t m;
306
307         total = 0;
308         biggestsize = 0;
309         biggestone = 0;
310         vaddr = round_page(vaddr);
311
312         /*
313          * Make sure ranges are page-aligned.
314          */
315         for (i = 0; phys_avail[i].phys_end; ++i) {
316                 phys_avail[i].phys_beg = round_page64(phys_avail[i].phys_beg);
317                 phys_avail[i].phys_end = trunc_page64(phys_avail[i].phys_end);
318                 if (phys_avail[i].phys_end < phys_avail[i].phys_beg)
319                         phys_avail[i].phys_end = phys_avail[i].phys_beg;
320         }
321
322         /*
323          * Locate largest block
324          */
325         for (i = 0; phys_avail[i].phys_end; ++i) {
326                 vm_paddr_t size = phys_avail[i].phys_end -
327                                   phys_avail[i].phys_beg;
328
329                 if (size > biggestsize) {
330                         biggestone = i;
331                         biggestsize = size;
332                 }
333                 total += size;
334         }
335         --i;    /* adjust to last entry for use down below */
336
337         end = phys_avail[biggestone].phys_end;
338         end = trunc_page(end);
339
340         /*
341          * Initialize the queue headers for the free queue, the active queue
342          * and the inactive queue.
343          */
344         vm_page_queue_init();
345
346 #if !defined(_KERNEL_VIRTUAL)
347         /*
348          * VKERNELs don't support minidumps and as such don't need
349          * vm_page_dump
350          *
351          * Allocate a bitmap to indicate that a random physical page
352          * needs to be included in a minidump.
353          *
354          * The amd64 port needs this to indicate which direct map pages
355          * need to be dumped, via calls to dump_add_page()/dump_drop_page().
356          *
357          * However, i386 still needs this workspace internally within the
358          * minidump code.  In theory, they are not needed on i386, but are
359          * included should the sf_buf code decide to use them.
360          */
361         page_range = phys_avail[i].phys_end / PAGE_SIZE;
362         vm_page_dump_size = round_page(roundup2(page_range, NBBY) / NBBY);
363         end -= vm_page_dump_size;
364         vm_page_dump = (void *)pmap_map(&vaddr, end, end + vm_page_dump_size,
365                                         VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
366         bzero((void *)vm_page_dump, vm_page_dump_size);
367 #endif
368         /*
369          * Compute the number of pages of memory that will be available for
370          * use (taking into account the overhead of a page structure per
371          * page).
372          */
373         first_page = phys_avail[0].phys_beg / PAGE_SIZE;
374         page_range = phys_avail[i].phys_end / PAGE_SIZE - first_page;
375         npages = (total - (page_range * sizeof(struct vm_page))) / PAGE_SIZE;
376
377 #ifndef _KERNEL_VIRTUAL
378         /*
379          * (only applies to real kernels)
380          *
381          * Reserve a large amount of low memory for potential 32-bit DMA
382          * space allocations.  Once device initialization is complete we
383          * release most of it, but keep (vm_dma_reserved) memory reserved
384          * for later use.  Typically for X / graphics.  Through trial and
385          * error we find that GPUs usually requires ~60-100MB or so.
386          *
387          * By default, 128M is left in reserve on machines with 2G+ of ram.
388          */
389         vm_low_phys_reserved = (vm_paddr_t)65536 << PAGE_SHIFT;
390         if (vm_low_phys_reserved > total / 4)
391                 vm_low_phys_reserved = total / 4;
392         if (vm_dma_reserved == 0) {
393                 vm_dma_reserved = 128 * 1024 * 1024;    /* 128MB */
394                 if (vm_dma_reserved > total / 16)
395                         vm_dma_reserved = total / 16;
396         }
397 #endif
398         alist_init(&vm_contig_alist, 65536, vm_contig_ameta,
399                    ALIST_RECORDS_65536);
400
401         /*
402          * Initialize the mem entry structures now, and put them in the free
403          * queue.
404          */
405         new_end = trunc_page(end - page_range * sizeof(struct vm_page));
406         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
407         vm_page_array = (vm_page_t)mapped;
408
409 #if defined(__x86_64__) && !defined(_KERNEL_VIRTUAL)
410         /*
411          * since pmap_map on amd64 returns stuff out of a direct-map region,
412          * we have to manually add these pages to the minidump tracking so
413          * that they can be dumped, including the vm_page_array.
414          */
415         for (pa = new_end;
416              pa < phys_avail[biggestone].phys_end;
417              pa += PAGE_SIZE) {
418                 dump_add_page(pa);
419         }
420 #endif
421
422         /*
423          * Clear all of the page structures, run basic initialization so
424          * PHYS_TO_VM_PAGE() operates properly even on pages not in the
425          * map.
426          */
427         bzero((caddr_t) vm_page_array, page_range * sizeof(struct vm_page));
428         vm_page_array_size = page_range;
429
430         m = &vm_page_array[0];
431         pa = ptoa(first_page);
432         for (i = 0; i < page_range; ++i) {
433                 spin_init(&m->spin, "vm_page");
434                 m->phys_addr = pa;
435                 pa += PAGE_SIZE;
436                 ++m;
437         }
438
439         /*
440          * Construct the free queue(s) in ascending order (by physical
441          * address) so that the first 16MB of physical memory is allocated
442          * last rather than first.  On large-memory machines, this avoids
443          * the exhaustion of low physical memory before isa_dmainit has run.
444          */
445         vmstats.v_page_count = 0;
446         vmstats.v_free_count = 0;
447         for (i = 0; phys_avail[i].phys_end && npages > 0; ++i) {
448                 pa = phys_avail[i].phys_beg;
449                 if (i == biggestone)
450                         last_pa = new_end;
451                 else
452                         last_pa = phys_avail[i].phys_end;
453                 while (pa < last_pa && npages-- > 0) {
454                         vm_add_new_page(pa);
455                         pa += PAGE_SIZE;
456                 }
457         }
458         if (virtual2_start)
459                 virtual2_start = vaddr;
460         else
461                 virtual_start = vaddr;
462         mycpu->gd_vmstats = vmstats;
463 }
464
465 /*
466  * Reorganize VM pages based on numa data.  May be called as many times as
467  * necessary.  Will reorganize the vm_page_t page color and related queue(s)
468  * to allow vm_page_alloc() to choose pages based on socket affinity.
469  *
470  * NOTE: This function is only called while we are still in UP mode, so
471  *       we only need a critical section to protect the queues (which
472  *       saves a lot of time, there are likely a ton of pages).
473  */
474 void
475 vm_numa_organize(vm_paddr_t ran_beg, vm_paddr_t bytes, int physid)
476 {
477         vm_paddr_t scan_beg;
478         vm_paddr_t scan_end;
479         vm_paddr_t ran_end;
480         struct vpgqueues *vpq;
481         vm_page_t m;
482         vm_page_t mend;
483         int i;
484         int socket_mod;
485         int socket_value;
486
487         /*
488          * Check if no physical information, or there was only one socket
489          * (so don't waste time doing nothing!).
490          */
491         if (cpu_topology_phys_ids <= 1 ||
492             cpu_topology_core_ids == 0) {
493                 return;
494         }
495
496         /*
497          * Setup for our iteration.  Note that ACPI may iterate CPU
498          * sockets starting at 0 or 1 or some other number.  The
499          * cpu_topology code mod's it against the socket count.
500          */
501         ran_end = ran_beg + bytes;
502         physid %= cpu_topology_phys_ids;
503
504         socket_mod = PQ_L2_SIZE / cpu_topology_phys_ids;
505         socket_value = physid * socket_mod;
506         mend = &vm_page_array[vm_page_array_size];
507
508         crit_enter();
509
510         /*
511          * Adjust vm_page->pc and requeue all affected pages.  The
512          * allocator will then be able to localize memory allocations
513          * to some degree.
514          */
515         for (i = 0; phys_avail[i].phys_end; ++i) {
516                 scan_beg = phys_avail[i].phys_beg;
517                 scan_end = phys_avail[i].phys_end;
518                 if (scan_end <= ran_beg)
519                         continue;
520                 if (scan_beg >= ran_end)
521                         continue;
522                 if (scan_beg < ran_beg)
523                         scan_beg = ran_beg;
524                 if (scan_end > ran_end)
525                         scan_end = ran_end;
526                 if (atop(scan_end) > first_page + vm_page_array_size)
527                         scan_end = ptoa(first_page + vm_page_array_size);
528
529                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(scan_beg);
530                 while (scan_beg < scan_end) {
531                         KKASSERT(m < mend);
532                         if (m->queue != PQ_NONE) {
533                                 vpq = &vm_page_queues[m->queue];
534                                 TAILQ_REMOVE(&vpq->pl, m, pageq);
535                                 --vpq->lcnt;
536                                 /* queue doesn't change, no need to adj cnt */
537                                 m->queue -= m->pc;
538                                 m->pc %= socket_mod;
539                                 m->pc += socket_value;
540                                 m->pc &= PQ_L2_MASK;
541                                 m->queue += m->pc;
542                                 vpq = &vm_page_queues[m->queue];
543                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&vpq->pl, m, pageq);
544                                 ++vpq->lcnt;
545                                 /* queue doesn't change, no need to adj cnt */
546                         } else {
547                                 m->pc %= socket_mod;
548                                 m->pc += socket_value;
549                                 m->pc &= PQ_L2_MASK;
550                         }
551                         scan_beg += PAGE_SIZE;
552                         ++m;
553                 }
554         }
555         crit_exit();
556 }
557
558 /*
559  * We tended to reserve a ton of memory for contigmalloc().  Now that most
560  * drivers have initialized we want to return most the remaining free
561  * reserve back to the VM page queues so they can be used for normal
562  * allocations.
563  *
564  * We leave vm_dma_reserved bytes worth of free pages in the reserve pool.
565  *
566  * Also setup the action_hash[] table here (which is only used by userland)
567  */
568 static void
569 vm_page_startup_finish(void *dummy __unused)
570 {
571         alist_blk_t blk;
572         alist_blk_t rblk;
573         alist_blk_t count;
574         alist_blk_t xcount;
575         alist_blk_t bfree;
576         vm_page_t m;
577         int i;
578
579         spin_lock(&vm_contig_spin);
580         for (;;) {
581                 bfree = alist_free_info(&vm_contig_alist, &blk, &count);
582                 if (bfree <= vm_dma_reserved / PAGE_SIZE)
583                         break;
584                 if (count == 0)
585                         break;
586
587                 /*
588                  * Figure out how much of the initial reserve we have to
589                  * free in order to reach our target.
590                  */
591                 bfree -= vm_dma_reserved / PAGE_SIZE;
592                 if (count > bfree) {
593                         blk += count - bfree;
594                         count = bfree;
595                 }
596
597                 /*
598                  * Calculate the nearest power of 2 <= count.
599                  */
600                 for (xcount = 1; xcount <= count; xcount <<= 1)
601                         ;
602                 xcount >>= 1;
603                 blk += count - xcount;
604                 count = xcount;
605
606                 /*
607                  * Allocate the pages from the alist, then free them to
608                  * the normal VM page queues.
609                  *
610                  * Pages allocated from the alist are wired.  We have to
611                  * busy, unwire, and free them.  We must also adjust
612                  * vm_low_phys_reserved before freeing any pages to prevent
613                  * confusion.
614                  */
615                 rblk = alist_alloc(&vm_contig_alist, blk, count);
616                 if (rblk != blk) {
617                         kprintf("vm_page_startup_finish: Unable to return "
618                                 "dma space @0x%08x/%d -> 0x%08x\n",
619                                 blk, count, rblk);
620                         break;
621                 }
622                 atomic_add_int(&vmstats.v_dma_pages, -count);
623                 spin_unlock(&vm_contig_spin);
624
625                 m = PHYS_TO_VM_PAGE((vm_paddr_t)blk << PAGE_SHIFT);
626                 vm_low_phys_reserved = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
627                 while (count) {
628                         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "cpgfr");
629                         vm_page_unwire(m, 0);
630                         vm_page_free(m);
631                         --count;
632                         ++m;
633                 }
634                 spin_lock(&vm_contig_spin);
635         }
636         spin_unlock(&vm_contig_spin);
637
638         /*
639          * Print out how much DMA space drivers have already allocated and
640          * how much is left over.
641          */
642         kprintf("DMA space used: %jdk, remaining available: %jdk\n",
643                 (intmax_t)(vmstats.v_dma_pages - vm_contig_alist.bl_free) *
644                 (PAGE_SIZE / 1024),
645                 (intmax_t)vm_contig_alist.bl_free * (PAGE_SIZE / 1024));
646
647         /*
648          * Scale the action_hash[] array.  Primary contention occurs due
649          * to cpu locks, scaled to ncpus, and scan overhead may be incurred
650          * depending on the number of threads, which we scale to maxproc.
651          *
652          * NOTE: Action lock might recurse due to callback, so allow
653          *       recursion.
654          */
655         vmaction_hsize = VMACTION_MINHSIZE;
656         if (vmaction_hsize < ncpus * 2)
657                 vmaction_hsize = ncpus * 2;
658         if (vmaction_hsize < maxproc / 16)
659                 vmaction_hsize = maxproc / 16;
660         vmaction_hmask = 1;
661         while (vmaction_hmask < vmaction_hsize)
662                 vmaction_hmask = (vmaction_hmask << 1) | 1;
663         vmaction_hsize = vmaction_hmask + 1;
664
665         action_hash = kmalloc(sizeof(action_hash[0]) * vmaction_hsize,
666                               M_ACTIONHASH,
667                               M_WAITOK | M_ZERO);
668
669         for (i = 0; i < vmaction_hsize; i++) {
670                 LIST_INIT(&action_hash[i].list);
671                 lockinit(&action_hash[i].lk, "actlk", 0, LK_CANRECURSE);
672         }
673 }
674 SYSINIT(vm_pgend, SI_SUB_PROC0_POST, SI_ORDER_ANY,
675         vm_page_startup_finish, NULL);
676
677
678 /*
679  * Scan comparison function for Red-Black tree scans.  An inclusive
680  * (start,end) is expected.  Other fields are not used.
681  */
682 int
683 rb_vm_page_scancmp(struct vm_page *p, void *data)
684 {
685         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
686
687         if (p->pindex < info->start_pindex)
688                 return(-1);
689         if (p->pindex > info->end_pindex)
690                 return(1);
691         return(0);
692 }
693
694 int
695 rb_vm_page_compare(struct vm_page *p1, struct vm_page *p2)
696 {
697         if (p1->pindex < p2->pindex)
698                 return(-1);
699         if (p1->pindex > p2->pindex)
700                 return(1);
701         return(0);
702 }
703
704 void
705 vm_page_init(vm_page_t m)
706 {
707         /* do nothing for now.  Called from pmap_page_init() */
708 }
709
710 /*
711  * Each page queue has its own spin lock, which is fairly optimal for
712  * allocating and freeing pages at least.
713  *
714  * The caller must hold the vm_page_spin_lock() before locking a vm_page's
715  * queue spinlock via this function.  Also note that m->queue cannot change
716  * unless both the page and queue are locked.
717  */
718 static __inline
719 void
720 _vm_page_queue_spin_lock(vm_page_t m)
721 {
722         u_short queue;
723
724         queue = m->queue;
725         if (queue != PQ_NONE) {
726                 spin_lock(&vm_page_queues[queue].spin);
727                 KKASSERT(queue == m->queue);
728         }
729 }
730
731 static __inline
732 void
733 _vm_page_queue_spin_unlock(vm_page_t m)
734 {
735         u_short queue;
736
737         queue = m->queue;
738         cpu_ccfence();
739         if (queue != PQ_NONE)
740                 spin_unlock(&vm_page_queues[queue].spin);
741 }
742
743 static __inline
744 void
745 _vm_page_queues_spin_lock(u_short queue)
746 {
747         cpu_ccfence();
748         if (queue != PQ_NONE)
749                 spin_lock(&vm_page_queues[queue].spin);
750 }
751
752
753 static __inline
754 void
755 _vm_page_queues_spin_unlock(u_short queue)
756 {
757         cpu_ccfence();
758         if (queue != PQ_NONE)
759                 spin_unlock(&vm_page_queues[queue].spin);
760 }
761
762 void
763 vm_page_queue_spin_lock(vm_page_t m)
764 {
765         _vm_page_queue_spin_lock(m);
766 }
767
768 void
769 vm_page_queues_spin_lock(u_short queue)
770 {
771         _vm_page_queues_spin_lock(queue);
772 }
773
774 void
775 vm_page_queue_spin_unlock(vm_page_t m)
776 {
777         _vm_page_queue_spin_unlock(m);
778 }
779
780 void
781 vm_page_queues_spin_unlock(u_short queue)
782 {
783         _vm_page_queues_spin_unlock(queue);
784 }
785
786 /*
787  * This locks the specified vm_page and its queue in the proper order
788  * (page first, then queue).  The queue may change so the caller must
789  * recheck on return.
790  */
791 static __inline
792 void
793 _vm_page_and_queue_spin_lock(vm_page_t m)
794 {
795         vm_page_spin_lock(m);
796         _vm_page_queue_spin_lock(m);
797 }
798
799 static __inline
800 void
801 _vm_page_and_queue_spin_unlock(vm_page_t m)
802 {
803         _vm_page_queues_spin_unlock(m->queue);
804         vm_page_spin_unlock(m);
805 }
806
807 void
808 vm_page_and_queue_spin_unlock(vm_page_t m)
809 {
810         _vm_page_and_queue_spin_unlock(m);
811 }
812
813 void
814 vm_page_and_queue_spin_lock(vm_page_t m)
815 {
816         _vm_page_and_queue_spin_lock(m);
817 }
818
819 /*
820  * Helper function removes vm_page from its current queue.
821  * Returns the base queue the page used to be on.
822  *
823  * The vm_page and the queue must be spinlocked.
824  * This function will unlock the queue but leave the page spinlocked.
825  */
826 static __inline u_short
827 _vm_page_rem_queue_spinlocked(vm_page_t m)
828 {
829         struct vpgqueues *pq;
830         u_short queue;
831         u_short oqueue;
832         int *cnt;
833
834         queue = m->queue;
835         if (queue != PQ_NONE) {
836                 pq = &vm_page_queues[queue];
837                 TAILQ_REMOVE(&pq->pl, m, pageq);
838
839                 /*
840                  * Adjust our pcpu stats.  In order for the nominal low-memory
841                  * algorithms to work properly we don't let any pcpu stat get
842                  * too negative before we force it to be rolled-up into the
843                  * global stats.  Otherwise our pageout and vm_wait tests
844                  * will fail badly.
845                  *
846                  * The idea here is to reduce unnecessary SMP cache
847                  * mastership changes in the global vmstats, which can be
848                  * particularly bad in multi-socket systems.
849                  */
850                 cnt = (int *)((char *)&mycpu->gd_vmstats_adj + pq->cnt_offset);
851                 atomic_add_int(cnt, -1);
852                 if (*cnt < -VMMETER_SLOP_COUNT) {
853                         u_int copy = atomic_swap_int(cnt, 0);
854                         cnt = (int *)((char *)&vmstats + pq->cnt_offset);
855                         atomic_add_int(cnt, copy);
856                         cnt = (int *)((char *)&mycpu->gd_vmstats +
857                                       pq->cnt_offset);
858                         atomic_add_int(cnt, copy);
859                 }
860                 pq->lcnt--;
861                 m->queue = PQ_NONE;
862                 oqueue = queue;
863                 queue -= m->pc;
864                 vm_page_queues_spin_unlock(oqueue);     /* intended */
865         }
866         return queue;
867 }
868
869 /*
870  * Helper function places the vm_page on the specified queue.  Generally
871  * speaking only PQ_FREE pages are placed at the head, to allow them to
872  * be allocated sooner rather than later on the assumption that they
873  * are cache-hot.
874  *
875  * The vm_page must be spinlocked.
876  * This function will return with both the page and the queue locked.
877  */
878 static __inline void
879 _vm_page_add_queue_spinlocked(vm_page_t m, u_short queue, int athead)
880 {
881         struct vpgqueues *pq;
882         u_int *cnt;
883
884         KKASSERT(m->queue == PQ_NONE);
885
886         if (queue != PQ_NONE) {
887                 vm_page_queues_spin_lock(queue);
888                 pq = &vm_page_queues[queue];
889                 ++pq->lcnt;
890
891                 /*
892                  * Adjust our pcpu stats.  If a system entity really needs
893                  * to incorporate the count it will call vmstats_rollup()
894                  * to roll it all up into the global vmstats strufture.
895                  */
896                 cnt = (int *)((char *)&mycpu->gd_vmstats_adj + pq->cnt_offset);
897                 atomic_add_int(cnt, 1);
898
899                 /*
900                  * PQ_FREE is always handled LIFO style to try to provide
901                  * cache-hot pages to programs.
902                  */
903                 m->queue = queue;
904                 if (queue - m->pc == PQ_FREE) {
905                         TAILQ_INSERT_HEAD(&pq->pl, m, pageq);
906                 } else if (athead) {
907                         TAILQ_INSERT_HEAD(&pq->pl, m, pageq);
908                 } else {
909                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pl, m, pageq);
910                 }
911                 /* leave the queue spinlocked */
912         }
913 }
914
915 /*
916  * Wait until page is no longer PG_BUSY or (if also_m_busy is TRUE)
917  * m->busy is zero.  Returns TRUE if it had to sleep, FALSE if we
918  * did not.  Only one sleep call will be made before returning.
919  *
920  * This function does NOT busy the page and on return the page is not
921  * guaranteed to be available.
922  */
923 void
924 vm_page_sleep_busy(vm_page_t m, int also_m_busy, const char *msg)
925 {
926         u_int32_t flags;
927
928         for (;;) {
929                 flags = m->flags;
930                 cpu_ccfence();
931
932                 if ((flags & PG_BUSY) == 0 &&
933                     (also_m_busy == 0 || (flags & PG_SBUSY) == 0)) {
934                         break;
935                 }
936                 tsleep_interlock(m, 0);
937                 if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
938                                       flags | PG_WANTED | PG_REFERENCED)) {
939                         tsleep(m, PINTERLOCKED, msg, 0);
940                         break;
941                 }
942         }
943 }
944
945 /*
946  * This calculates and returns a page color given an optional VM object and
947  * either a pindex or an iterator.  We attempt to return a cpu-localized
948  * pg_color that is still roughly 16-way set-associative.  The CPU topology
949  * is used if it was probed.
950  *
951  * The caller may use the returned value to index into e.g. PQ_FREE when
952  * allocating a page in order to nominally obtain pages that are hopefully
953  * already localized to the requesting cpu.  This function is not able to
954  * provide any sort of guarantee of this, but does its best to improve
955  * hardware cache management performance.
956  *
957  * WARNING! The caller must mask the returned value with PQ_L2_MASK.
958  */
959 u_short
960 vm_get_pg_color(int cpuid, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
961 {
962         u_short pg_color;
963         int phys_id;
964         int core_id;
965         int object_pg_color;
966
967         phys_id = get_cpu_phys_id(cpuid);
968         core_id = get_cpu_core_id(cpuid);
969         object_pg_color = object ? object->pg_color : 0;
970
971         if (cpu_topology_phys_ids && cpu_topology_core_ids) {
972                 int grpsize;
973
974                 /*
975                  * Break us down by socket and cpu
976                  */
977                 pg_color = phys_id * PQ_L2_SIZE / cpu_topology_phys_ids;
978                 pg_color += core_id * PQ_L2_SIZE /
979                             (cpu_topology_core_ids * cpu_topology_phys_ids);
980
981                 /*
982                  * Calculate remaining component for object/queue color
983                  */
984                 grpsize = PQ_L2_SIZE / (cpu_topology_core_ids *
985                                         cpu_topology_phys_ids);
986                 if (grpsize >= 8) {
987                         pg_color += (pindex + object_pg_color) % grpsize;
988                 } else {
989                         if (grpsize <= 2) {
990                                 grpsize = 8;
991                         } else {
992                                 /* 3->9, 4->8, 5->10, 6->12, 7->14 */
993                                 grpsize += grpsize;
994                                 if (grpsize < 8)
995                                         grpsize += grpsize;
996                         }
997                         pg_color += (pindex + object_pg_color) % grpsize;
998                 }
999         } else {
1000                 /*
1001                  * Unknown topology, distribute things evenly.
1002                  */
1003                 pg_color = cpuid * PQ_L2_SIZE / ncpus;
1004                 pg_color += pindex + object_pg_color;
1005         }
1006         return (pg_color & PQ_L2_MASK);
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Wait until PG_BUSY can be set, then set it.  If also_m_busy is TRUE we
1011  * also wait for m->busy to become 0 before setting PG_BUSY.
1012  */
1013 void
1014 VM_PAGE_DEBUG_EXT(vm_page_busy_wait)(vm_page_t m,
1015                                      int also_m_busy, const char *msg
1016                                      VM_PAGE_DEBUG_ARGS)
1017 {
1018         u_int32_t flags;
1019
1020         for (;;) {
1021                 flags = m->flags;
1022                 cpu_ccfence();
1023                 if (flags & PG_BUSY) {
1024                         tsleep_interlock(m, 0);
1025                         if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
1026                                           flags | PG_WANTED | PG_REFERENCED)) {
1027                                 tsleep(m, PINTERLOCKED, msg, 0);
1028                         }
1029                 } else if (also_m_busy && (flags & PG_SBUSY)) {
1030                         tsleep_interlock(m, 0);
1031                         if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
1032                                           flags | PG_WANTED | PG_REFERENCED)) {
1033                                 tsleep(m, PINTERLOCKED, msg, 0);
1034                         }
1035                 } else {
1036                         if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
1037                                               flags | PG_BUSY)) {
1038 #ifdef VM_PAGE_DEBUG
1039                                 m->busy_func = func;
1040                                 m->busy_line = lineno;
1041 #endif
1042                                 break;
1043                         }
1044                 }
1045         }
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Attempt to set PG_BUSY.  If also_m_busy is TRUE we only succeed if m->busy
1050  * is also 0.
1051  *
1052  * Returns non-zero on failure.
1053  */
1054 int
1055 VM_PAGE_DEBUG_EXT(vm_page_busy_try)(vm_page_t m, int also_m_busy
1056                                     VM_PAGE_DEBUG_ARGS)
1057 {
1058         u_int32_t flags;
1059
1060         for (;;) {
1061                 flags = m->flags;
1062                 cpu_ccfence();
1063                 if (flags & PG_BUSY)
1064                         return TRUE;
1065                 if (also_m_busy && (flags & PG_SBUSY))
1066                         return TRUE;
1067                 if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags, flags | PG_BUSY)) {
1068 #ifdef VM_PAGE_DEBUG
1069                                 m->busy_func = func;
1070                                 m->busy_line = lineno;
1071 #endif
1072                         return FALSE;
1073                 }
1074         }
1075 }
1076
1077 /*
1078  * Clear the PG_BUSY flag and return non-zero to indicate to the caller
1079  * that a wakeup() should be performed.
1080  *
1081  * The vm_page must be spinlocked and will remain spinlocked on return.
1082  * The related queue must NOT be spinlocked (which could deadlock us).
1083  *
1084  * (inline version)
1085  */
1086 static __inline
1087 int
1088 _vm_page_wakeup(vm_page_t m)
1089 {
1090         u_int32_t flags;
1091
1092         for (;;) {
1093                 flags = m->flags;
1094                 cpu_ccfence();
1095                 if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
1096                                       flags & ~(PG_BUSY | PG_WANTED))) {
1097                         break;
1098                 }
1099         }
1100         return(flags & PG_WANTED);
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Clear the PG_BUSY flag and wakeup anyone waiting for the page.  This
1105  * is typically the last call you make on a page before moving onto
1106  * other things.
1107  */
1108 void
1109 vm_page_wakeup(vm_page_t m)
1110 {
1111         KASSERT(m->flags & PG_BUSY, ("vm_page_wakeup: page not busy!!!"));
1112         vm_page_spin_lock(m);
1113         if (_vm_page_wakeup(m)) {
1114                 vm_page_spin_unlock(m);
1115                 wakeup(m);
1116         } else {
1117                 vm_page_spin_unlock(m);
1118         }
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Holding a page keeps it from being reused.  Other parts of the system
1123  * can still disassociate the page from its current object and free it, or
1124  * perform read or write I/O on it and/or otherwise manipulate the page,
1125  * but if the page is held the VM system will leave the page and its data
1126  * intact and not reuse the page for other purposes until the last hold
1127  * reference is released.  (see vm_page_wire() if you want to prevent the
1128  * page from being disassociated from its object too).
1129  *
1130  * The caller must still validate the contents of the page and, if necessary,
1131  * wait for any pending I/O (e.g. vm_page_sleep_busy() loop) to complete
1132  * before manipulating the page.
1133  *
1134  * XXX get vm_page_spin_lock() here and move FREE->HOLD if necessary
1135  */
1136 void
1137 vm_page_hold(vm_page_t m)
1138 {
1139         vm_page_spin_lock(m);
1140         atomic_add_int(&m->hold_count, 1);
1141         if (m->queue - m->pc == PQ_FREE) {
1142                 _vm_page_queue_spin_lock(m);
1143                 _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
1144                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_HOLD + m->pc, 0);
1145                 _vm_page_queue_spin_unlock(m);
1146         }
1147         vm_page_spin_unlock(m);
1148 }
1149
1150 /*
1151  * The opposite of vm_page_hold().  If the page is on the HOLD queue
1152  * it was freed while held and must be moved back to the FREE queue.
1153  */
1154 void
1155 vm_page_unhold(vm_page_t m)
1156 {
1157         KASSERT(m->hold_count > 0 && m->queue - m->pc != PQ_FREE,
1158                 ("vm_page_unhold: pg %p illegal hold_count (%d) or on FREE queue (%d)",
1159                  m, m->hold_count, m->queue - m->pc));
1160         vm_page_spin_lock(m);
1161         atomic_add_int(&m->hold_count, -1);
1162         if (m->hold_count == 0 && m->queue - m->pc == PQ_HOLD) {
1163                 _vm_page_queue_spin_lock(m);
1164                 _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
1165                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_FREE + m->pc, 1);
1166                 _vm_page_queue_spin_unlock(m);
1167         }
1168         vm_page_spin_unlock(m);
1169 }
1170
1171 /*
1172  *      vm_page_getfake:
1173  *
1174  *      Create a fictitious page with the specified physical address and
1175  *      memory attribute.  The memory attribute is the only the machine-
1176  *      dependent aspect of a fictitious page that must be initialized.
1177  */
1178
1179 void
1180 vm_page_initfake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1181 {
1182
1183         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
1184                 /*
1185                  * The page's memattr might have changed since the
1186                  * previous initialization.  Update the pmap to the
1187                  * new memattr.
1188                  */
1189                 goto memattr;
1190         }
1191         m->phys_addr = paddr;
1192         m->queue = PQ_NONE;
1193         /* Fictitious pages don't use "segind". */
1194         /* Fictitious pages don't use "order" or "pool". */
1195         m->flags = PG_FICTITIOUS | PG_UNMANAGED | PG_BUSY;
1196         m->wire_count = 1;
1197         spin_init(&m->spin, "fake_page");
1198         pmap_page_init(m);
1199 memattr:
1200         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1201 }
1202
1203 /*
1204  * Inserts the given vm_page into the object and object list.
1205  *
1206  * The pagetables are not updated but will presumably fault the page
1207  * in if necessary, or if a kernel page the caller will at some point
1208  * enter the page into the kernel's pmap.  We are not allowed to block
1209  * here so we *can't* do this anyway.
1210  *
1211  * This routine may not block.
1212  * This routine must be called with the vm_object held.
1213  * This routine must be called with a critical section held.
1214  *
1215  * This routine returns TRUE if the page was inserted into the object
1216  * successfully, and FALSE if the page already exists in the object.
1217  */
1218 int
1219 vm_page_insert(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1220 {
1221         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD_EXCL(vm_object_token(object));
1222         if (m->object != NULL)
1223                 panic("vm_page_insert: already inserted");
1224
1225         atomic_add_int(&object->generation, 1);
1226
1227         /*
1228          * Record the object/offset pair in this page and add the
1229          * pv_list_count of the page to the object.
1230          *
1231          * The vm_page spin lock is required for interactions with the pmap.
1232          */
1233         vm_page_spin_lock(m);
1234         m->object = object;
1235         m->pindex = pindex;
1236         if (vm_page_rb_tree_RB_INSERT(&object->rb_memq, m)) {
1237                 m->object = NULL;
1238                 m->pindex = 0;
1239                 vm_page_spin_unlock(m);
1240                 return FALSE;
1241         }
1242         ++object->resident_page_count;
1243         ++mycpu->gd_vmtotal.t_rm;
1244         vm_page_spin_unlock(m);
1245
1246         /*
1247          * Since we are inserting a new and possibly dirty page,
1248          * update the object's OBJ_WRITEABLE and OBJ_MIGHTBEDIRTY flags.
1249          */
1250         if ((m->valid & m->dirty) ||
1251             (m->flags & (PG_WRITEABLE | PG_NEED_COMMIT)))
1252                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1253
1254         /*
1255          * Checks for a swap assignment and sets PG_SWAPPED if appropriate.
1256          */
1257         swap_pager_page_inserted(m);
1258         return TRUE;
1259 }
1260
1261 /*
1262  * Removes the given vm_page_t from the (object,index) table
1263  *
1264  * The underlying pmap entry (if any) is NOT removed here.
1265  * This routine may not block.
1266  *
1267  * The page must be BUSY and will remain BUSY on return.
1268  * No other requirements.
1269  *
1270  * NOTE: FreeBSD side effect was to unbusy the page on return.  We leave
1271  *       it busy.
1272  */
1273 void
1274 vm_page_remove(vm_page_t m)
1275 {
1276         vm_object_t object;
1277
1278         if (m->object == NULL) {
1279                 return;
1280         }
1281
1282         if ((m->flags & PG_BUSY) == 0)
1283                 panic("vm_page_remove: page not busy");
1284
1285         object = m->object;
1286
1287         vm_object_hold(object);
1288
1289         /*
1290          * Remove the page from the object and update the object.
1291          *
1292          * The vm_page spin lock is required for interactions with the pmap.
1293          */
1294         vm_page_spin_lock(m);
1295         vm_page_rb_tree_RB_REMOVE(&object->rb_memq, m);
1296         --object->resident_page_count;
1297         --mycpu->gd_vmtotal.t_rm;
1298         m->object = NULL;
1299         atomic_add_int(&object->generation, 1);
1300         vm_page_spin_unlock(m);
1301
1302         vm_object_drop(object);
1303 }
1304
1305 /*
1306  * Locate and return the page at (object, pindex), or NULL if the
1307  * page could not be found.
1308  *
1309  * The caller must hold the vm_object token.
1310  */
1311 vm_page_t
1312 vm_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1313 {
1314         vm_page_t m;
1315
1316         /*
1317          * Search the hash table for this object/offset pair
1318          */
1319         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
1320         m = vm_page_rb_tree_RB_LOOKUP(&object->rb_memq, pindex);
1321         KKASSERT(m == NULL || (m->object == object && m->pindex == pindex));
1322         return(m);
1323 }
1324
1325 vm_page_t
1326 VM_PAGE_DEBUG_EXT(vm_page_lookup_busy_wait)(struct vm_object *object,
1327                                             vm_pindex_t pindex,
1328                                             int also_m_busy, const char *msg
1329                                             VM_PAGE_DEBUG_ARGS)
1330 {
1331         u_int32_t flags;
1332         vm_page_t m;
1333
1334         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
1335         m = vm_page_rb_tree_RB_LOOKUP(&object->rb_memq, pindex);
1336         while (m) {
1337                 KKASSERT(m->object == object && m->pindex == pindex);
1338                 flags = m->flags;
1339                 cpu_ccfence();
1340                 if (flags & PG_BUSY) {
1341                         tsleep_interlock(m, 0);
1342                         if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
1343                                           flags | PG_WANTED | PG_REFERENCED)) {
1344                                 tsleep(m, PINTERLOCKED, msg, 0);
1345                                 m = vm_page_rb_tree_RB_LOOKUP(&object->rb_memq,
1346                                                               pindex);
1347                         }
1348                 } else if (also_m_busy && (flags & PG_SBUSY)) {
1349                         tsleep_interlock(m, 0);
1350                         if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
1351                                           flags | PG_WANTED | PG_REFERENCED)) {
1352                                 tsleep(m, PINTERLOCKED, msg, 0);
1353                                 m = vm_page_rb_tree_RB_LOOKUP(&object->rb_memq,
1354                                                               pindex);
1355                         }
1356                 } else if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
1357                                              flags | PG_BUSY)) {
1358 #ifdef VM_PAGE_DEBUG
1359                         m->busy_func = func;
1360                         m->busy_line = lineno;
1361 #endif
1362                         break;
1363                 }
1364         }
1365         return m;
1366 }
1367
1368 /*
1369  * Attempt to lookup and busy a page.
1370  *
1371  * Returns NULL if the page could not be found
1372  *
1373  * Returns a vm_page and error == TRUE if the page exists but could not
1374  * be busied.
1375  *
1376  * Returns a vm_page and error == FALSE on success.
1377  */
1378 vm_page_t
1379 VM_PAGE_DEBUG_EXT(vm_page_lookup_busy_try)(struct vm_object *object,
1380                                            vm_pindex_t pindex,
1381                                            int also_m_busy, int *errorp
1382                                            VM_PAGE_DEBUG_ARGS)
1383 {
1384         u_int32_t flags;
1385         vm_page_t m;
1386
1387         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
1388         m = vm_page_rb_tree_RB_LOOKUP(&object->rb_memq, pindex);
1389         *errorp = FALSE;
1390         while (m) {
1391                 KKASSERT(m->object == object && m->pindex == pindex);
1392                 flags = m->flags;
1393                 cpu_ccfence();
1394                 if (flags & PG_BUSY) {
1395                         *errorp = TRUE;
1396                         break;
1397                 }
1398                 if (also_m_busy && (flags & PG_SBUSY)) {
1399                         *errorp = TRUE;
1400                         break;
1401                 }
1402                 if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags, flags | PG_BUSY)) {
1403 #ifdef VM_PAGE_DEBUG
1404                         m->busy_func = func;
1405                         m->busy_line = lineno;
1406 #endif
1407                         break;
1408                 }
1409         }
1410         return m;
1411 }
1412
1413 /*
1414  * Attempt to repurpose the passed-in page.  If the passed-in page cannot
1415  * be repurposed it will be released, *must_reenter will be set to 1, and
1416  * this function will fall-through to vm_page_lookup_busy_try().
1417  *
1418  * The passed-in page must be wired and not busy.  The returned page will
1419  * be busied and not wired.
1420  *
1421  * A different page may be returned.  The returned page will be busied and
1422  * not wired.
1423  *
1424  * NULL can be returned.  If so, the required page could not be busied.
1425  * The passed-in page will be unwired.
1426  */
1427 vm_page_t
1428 vm_page_repurpose(struct vm_object *object, vm_pindex_t pindex,
1429                   int also_m_busy, int *errorp, vm_page_t m,
1430                   int *must_reenter, int *iswired)
1431 {
1432         if (m) {
1433                 /*
1434                  * Do not mess with pages in a complex state, such as pages
1435                  * which are mapped, as repurposing such pages can be more
1436                  * expensive than simply allocatin a new one.
1437                  *
1438                  * NOTE: Soft-busying can deadlock against putpages or I/O
1439                  *       so we only allow hard-busying here.
1440                  */
1441                 KKASSERT(also_m_busy == FALSE);
1442                 vm_page_busy_wait(m, also_m_busy, "biodep");
1443
1444                 if ((m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_MAPPED |
1445                                  PG_FICTITIOUS | PG_SBUSY)) ||
1446                     m->busy || m->wire_count != 1 || m->hold_count) {
1447                         vm_page_unwire(m, 0);
1448                         vm_page_wakeup(m);
1449                         /* fall through to normal lookup */
1450                 } else if (m->dirty || (m->flags & PG_NEED_COMMIT)) {
1451                         vm_page_unwire(m, 0);
1452                         vm_page_deactivate(m);
1453                         vm_page_wakeup(m);
1454                         /* fall through to normal lookup */
1455                 } else {
1456                         /*
1457                          * We can safely repurpose the page.  It should
1458                          * already be unqueued.
1459                          */
1460                         KKASSERT(m->queue == PQ_NONE && m->dirty == 0);
1461                         vm_page_remove(m);
1462                         m->valid = 0;
1463                         m->act_count = 0;
1464                         if (vm_page_insert(m, object, pindex)) {
1465                                 *errorp = 0;
1466                                 *iswired = 1;
1467
1468                                 return m;
1469                         }
1470                         vm_page_unwire(m, 0);
1471                         vm_page_free(m);
1472                         /* fall through to normal lookup */
1473                 }
1474         }
1475
1476         /*
1477          * Cannot repurpose page, attempt to locate the desired page.  May
1478          * return NULL.
1479          */
1480         *must_reenter = 1;
1481         *iswired = 0;
1482         m = vm_page_lookup_busy_try(object, pindex, also_m_busy, errorp);
1483
1484         return m;
1485 }
1486
1487 /*
1488  * Caller must hold the related vm_object
1489  */
1490 vm_page_t
1491 vm_page_next(vm_page_t m)
1492 {
1493         vm_page_t next;
1494
1495         next = vm_page_rb_tree_RB_NEXT(m);
1496         if (next && next->pindex != m->pindex + 1)
1497                 next = NULL;
1498         return (next);
1499 }
1500
1501 /*
1502  * vm_page_rename()
1503  *
1504  * Move the given vm_page from its current object to the specified
1505  * target object/offset.  The page must be busy and will remain so
1506  * on return.
1507  *
1508  * new_object must be held.
1509  * This routine might block. XXX ?
1510  *
1511  * NOTE: Swap associated with the page must be invalidated by the move.  We
1512  *       have to do this for several reasons:  (1) we aren't freeing the
1513  *       page, (2) we are dirtying the page, (3) the VM system is probably
1514  *       moving the page from object A to B, and will then later move
1515  *       the backing store from A to B and we can't have a conflict.
1516  *
1517  * NOTE: We *always* dirty the page.  It is necessary both for the
1518  *       fact that we moved it, and because we may be invalidating
1519  *       swap.  If the page is on the cache, we have to deactivate it
1520  *       or vm_page_dirty() will panic.  Dirty pages are not allowed
1521  *       on the cache.
1522  */
1523 void
1524 vm_page_rename(vm_page_t m, vm_object_t new_object, vm_pindex_t new_pindex)
1525 {
1526         KKASSERT(m->flags & PG_BUSY);
1527         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD_EXCL(vm_object_token(new_object));
1528         if (m->object) {
1529                 ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD_EXCL(vm_object_token(m->object));
1530                 vm_page_remove(m);
1531         }
1532         if (vm_page_insert(m, new_object, new_pindex) == FALSE) {
1533                 panic("vm_page_rename: target exists (%p,%"PRIu64")",
1534                       new_object, new_pindex);
1535         }
1536         if (m->queue - m->pc == PQ_CACHE)
1537                 vm_page_deactivate(m);
1538         vm_page_dirty(m);
1539 }
1540
1541 /*
1542  * vm_page_unqueue() without any wakeup.  This routine is used when a page
1543  * is to remain BUSYied by the caller.
1544  *
1545  * This routine may not block.
1546  */
1547 void
1548 vm_page_unqueue_nowakeup(vm_page_t m)
1549 {
1550         vm_page_and_queue_spin_lock(m);
1551         (void)_vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
1552         vm_page_spin_unlock(m);
1553 }
1554
1555 /*
1556  * vm_page_unqueue() - Remove a page from its queue, wakeup the pagedemon
1557  * if necessary.
1558  *
1559  * This routine may not block.
1560  */
1561 void
1562 vm_page_unqueue(vm_page_t m)
1563 {
1564         u_short queue;
1565
1566         vm_page_and_queue_spin_lock(m);
1567         queue = _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
1568         if (queue == PQ_FREE || queue == PQ_CACHE) {
1569                 vm_page_spin_unlock(m);
1570                 pagedaemon_wakeup();
1571         } else {
1572                 vm_page_spin_unlock(m);
1573         }
1574 }
1575
1576 /*
1577  * vm_page_list_find()
1578  *
1579  * Find a page on the specified queue with color optimization.
1580  *
1581  * The page coloring optimization attempts to locate a page that does
1582  * not overload other nearby pages in the object in the cpu's L1 or L2
1583  * caches.  We need this optimization because cpu caches tend to be
1584  * physical caches, while object spaces tend to be virtual.
1585  *
1586  * The page coloring optimization also, very importantly, tries to localize
1587  * memory to cpus and physical sockets.
1588  *
1589  * On MP systems each PQ_FREE and PQ_CACHE color queue has its own spinlock
1590  * and the algorithm is adjusted to localize allocations on a per-core basis.
1591  * This is done by 'twisting' the colors.
1592  *
1593  * The page is returned spinlocked and removed from its queue (it will
1594  * be on PQ_NONE), or NULL. The page is not PG_BUSY'd.  The caller
1595  * is responsible for dealing with the busy-page case (usually by
1596  * deactivating the page and looping).
1597  *
1598  * NOTE:  This routine is carefully inlined.  A non-inlined version
1599  *        is available for outside callers but the only critical path is
1600  *        from within this source file.
1601  *
1602  * NOTE:  This routine assumes that the vm_pages found in PQ_CACHE and PQ_FREE
1603  *        represent stable storage, allowing us to order our locks vm_page
1604  *        first, then queue.
1605  */
1606 static __inline
1607 vm_page_t
1608 _vm_page_list_find(int basequeue, int index)
1609 {
1610         vm_page_t m;
1611
1612         for (;;) {
1613                 m = TAILQ_FIRST(&vm_page_queues[basequeue+index].pl);
1614                 if (m == NULL) {
1615                         m = _vm_page_list_find2(basequeue, index);
1616                         return(m);
1617                 }
1618                 vm_page_and_queue_spin_lock(m);
1619                 if (m->queue == basequeue + index) {
1620                         _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
1621                         /* vm_page_t spin held, no queue spin */
1622                         break;
1623                 }
1624                 vm_page_and_queue_spin_unlock(m);
1625         }
1626         return(m);
1627 }
1628
1629 /*
1630  * If we could not find the page in the desired queue try to find it in
1631  * a nearby queue.
1632  */
1633 static vm_page_t
1634 _vm_page_list_find2(int basequeue, int index)
1635 {
1636         struct vpgqueues *pq;
1637         vm_page_t m = NULL;
1638         int pqmask = PQ_SET_ASSOC_MASK >> 1;
1639         int pqi;
1640         int i;
1641
1642         index &= PQ_L2_MASK;
1643         pq = &vm_page_queues[basequeue];
1644
1645         /*
1646          * Run local sets of 16, 32, 64, 128, and the whole queue if all
1647          * else fails (PQ_L2_MASK which is 255).
1648          */
1649         do {
1650                 pqmask = (pqmask << 1) | 1;
1651                 for (i = 0; i <= pqmask; ++i) {
1652                         pqi = (index & ~pqmask) | ((index + i) & pqmask);
1653                         m = TAILQ_FIRST(&pq[pqi].pl);
1654                         if (m) {
1655                                 _vm_page_and_queue_spin_lock(m);
1656                                 if (m->queue == basequeue + pqi) {
1657                                         _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
1658                                         return(m);
1659                                 }
1660                                 _vm_page_and_queue_spin_unlock(m);
1661                                 --i;
1662                                 continue;
1663                         }
1664                 }
1665         } while (pqmask != PQ_L2_MASK);
1666
1667         return(m);
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Returns a vm_page candidate for allocation.  The page is not busied so
1672  * it can move around.  The caller must busy the page (and typically
1673  * deactivate it if it cannot be busied!)
1674  *
1675  * Returns a spinlocked vm_page that has been removed from its queue.
1676  */
1677 vm_page_t
1678 vm_page_list_find(int basequeue, int index)
1679 {
1680         return(_vm_page_list_find(basequeue, index));
1681 }
1682
1683 /*
1684  * Find a page on the cache queue with color optimization, remove it
1685  * from the queue, and busy it.  The returned page will not be spinlocked.
1686  *
1687  * A candidate failure will be deactivated.  Candidates can fail due to
1688  * being busied by someone else, in which case they will be deactivated.
1689  *
1690  * This routine may not block.
1691  *
1692  */
1693 static vm_page_t
1694 vm_page_select_cache(u_short pg_color)
1695 {
1696         vm_page_t m;
1697
1698         for (;;) {
1699                 m = _vm_page_list_find(PQ_CACHE, pg_color & PQ_L2_MASK);
1700                 if (m == NULL)
1701                         break;
1702                 /*
1703                  * (m) has been removed from its queue and spinlocked
1704                  */
1705                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE)) {
1706                         _vm_page_deactivate_locked(m, 0);
1707                         vm_page_spin_unlock(m);
1708                 } else {
1709                         /*
1710                          * We successfully busied the page
1711                          */
1712                         if ((m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_NEED_COMMIT)) == 0 &&
1713                             m->hold_count == 0 &&
1714                             m->wire_count == 0 &&
1715                             (m->dirty & m->valid) == 0) {
1716                                 vm_page_spin_unlock(m);
1717                                 pagedaemon_wakeup();
1718                                 return(m);
1719                         }
1720
1721                         /*
1722                          * The page cannot be recycled, deactivate it.
1723                          */
1724                         _vm_page_deactivate_locked(m, 0);
1725                         if (_vm_page_wakeup(m)) {
1726                                 vm_page_spin_unlock(m);
1727                                 wakeup(m);
1728                         } else {
1729                                 vm_page_spin_unlock(m);
1730                         }
1731                 }
1732         }
1733         return (m);
1734 }
1735
1736 /*
1737  * Find a free page.  We attempt to inline the nominal case and fall back
1738  * to _vm_page_select_free() otherwise.  A busied page is removed from
1739  * the queue and returned.
1740  *
1741  * This routine may not block.
1742  */
1743 static __inline vm_page_t
1744 vm_page_select_free(u_short pg_color)
1745 {
1746         vm_page_t m;
1747
1748         for (;;) {
1749                 m = _vm_page_list_find(PQ_FREE, pg_color & PQ_L2_MASK);
1750                 if (m == NULL)
1751                         break;
1752                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE)) {
1753                         /*
1754                          * Various mechanisms such as a pmap_collect can
1755                          * result in a busy page on the free queue.  We
1756                          * have to move the page out of the way so we can
1757                          * retry the allocation.  If the other thread is not
1758                          * allocating the page then m->valid will remain 0 and
1759                          * the pageout daemon will free the page later on.
1760                          *
1761                          * Since we could not busy the page, however, we
1762                          * cannot make assumptions as to whether the page
1763                          * will be allocated by the other thread or not,
1764                          * so all we can do is deactivate it to move it out
1765                          * of the way.  In particular, if the other thread
1766                          * wires the page it may wind up on the inactive
1767                          * queue and the pageout daemon will have to deal
1768                          * with that case too.
1769                          */
1770                         _vm_page_deactivate_locked(m, 0);
1771                         vm_page_spin_unlock(m);
1772                 } else {
1773                         /*
1774                          * Theoretically if we are able to busy the page
1775                          * atomic with the queue removal (using the vm_page
1776                          * lock) nobody else should be able to mess with the
1777                          * page before us.
1778                          */
1779                         KKASSERT((m->flags & (PG_UNMANAGED |
1780                                               PG_NEED_COMMIT)) == 0);
1781                         KASSERT(m->hold_count == 0, ("m->hold_count is not zero "
1782                                                      "pg %p q=%d flags=%08x hold=%d wire=%d",
1783                                                      m, m->queue, m->flags, m->hold_count, m->wire_count));
1784                         KKASSERT(m->wire_count == 0);
1785                         vm_page_spin_unlock(m);
1786                         pagedaemon_wakeup();
1787
1788                         /* return busied and removed page */
1789                         return(m);
1790                 }
1791         }
1792         return(m);
1793 }
1794
1795 /*
1796  * vm_page_alloc()
1797  *
1798  * Allocate and return a memory cell associated with this VM object/offset
1799  * pair.  If object is NULL an unassociated page will be allocated.
1800  *
1801  * The returned page will be busied and removed from its queues.  This
1802  * routine can block and may return NULL if a race occurs and the page
1803  * is found to already exist at the specified (object, pindex).
1804  *
1805  *      VM_ALLOC_NORMAL         allow use of cache pages, nominal free drain
1806  *      VM_ALLOC_QUICK          like normal but cannot use cache
1807  *      VM_ALLOC_SYSTEM         greater free drain
1808  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      allow free list to be completely drained
1809  *      VM_ALLOC_ZERO           advisory request for pre-zero'd page only
1810  *      VM_ALLOC_FORCE_ZERO     advisory request for pre-zero'd page only
1811  *      VM_ALLOC_NULL_OK        ok to return NULL on insertion collision
1812  *                              (see vm_page_grab())
1813  *      VM_ALLOC_USE_GD         ok to use per-gd cache
1814  *
1815  *      VM_ALLOC_CPU(n)         allocate using specified cpu localization
1816  *
1817  * The object must be held if not NULL
1818  * This routine may not block
1819  *
1820  * Additional special handling is required when called from an interrupt
1821  * (VM_ALLOC_INTERRUPT).  We are not allowed to mess with the page cache
1822  * in this case.
1823  */
1824 vm_page_t
1825 vm_page_alloc(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int page_req)
1826 {
1827         globaldata_t gd;
1828         vm_object_t obj;
1829         vm_page_t m;
1830         u_short pg_color;
1831         int cpuid_local;
1832
1833 #if 0
1834         /*
1835          * Special per-cpu free VM page cache.  The pages are pre-busied
1836          * and pre-zerod for us.
1837          */
1838         if (gd->gd_vmpg_count && (page_req & VM_ALLOC_USE_GD)) {
1839                 crit_enter_gd(gd);
1840                 if (gd->gd_vmpg_count) {
1841                         m = gd->gd_vmpg_array[--gd->gd_vmpg_count];
1842                         crit_exit_gd(gd);
1843                         goto done;
1844                 }
1845                 crit_exit_gd(gd);
1846         }
1847 #endif
1848         m = NULL;
1849
1850         /*
1851          * CPU LOCALIZATION
1852          *
1853          * CPU localization algorithm.  Break the page queues up by physical
1854          * id and core id (note that two cpu threads will have the same core
1855          * id, and core_id != gd_cpuid).
1856          *
1857          * This is nowhere near perfect, for example the last pindex in a
1858          * subgroup will overflow into the next cpu or package.  But this
1859          * should get us good page reuse locality in heavy mixed loads.
1860          *
1861          * (may be executed before the APs are started, so other GDs might
1862          *  not exist!)
1863          */
1864         if (page_req & VM_ALLOC_CPU_SPEC)
1865                 cpuid_local = VM_ALLOC_GETCPU(page_req);
1866         else
1867                 cpuid_local = mycpu->gd_cpuid;
1868
1869         pg_color = vm_get_pg_color(cpuid_local, object, pindex);
1870
1871         KKASSERT(page_req & 
1872                 (VM_ALLOC_NORMAL|VM_ALLOC_QUICK|
1873                  VM_ALLOC_INTERRUPT|VM_ALLOC_SYSTEM));
1874
1875         /*
1876          * Certain system threads (pageout daemon, buf_daemon's) are
1877          * allowed to eat deeper into the free page list.
1878          */
1879         if (curthread->td_flags & TDF_SYSTHREAD)
1880                 page_req |= VM_ALLOC_SYSTEM;
1881
1882         /*
1883          * Impose various limitations.  Note that the v_free_reserved test
1884          * must match the opposite of vm_page_count_target() to avoid
1885          * livelocks, be careful.
1886          */
1887 loop:
1888         gd = mycpu;
1889         if (gd->gd_vmstats.v_free_count >= gd->gd_vmstats.v_free_reserved ||
1890             ((page_req & VM_ALLOC_INTERRUPT) &&
1891              gd->gd_vmstats.v_free_count > 0) ||
1892             ((page_req & VM_ALLOC_SYSTEM) &&
1893              gd->gd_vmstats.v_cache_count == 0 &&
1894                 gd->gd_vmstats.v_free_count >
1895                 gd->gd_vmstats.v_interrupt_free_min)
1896         ) {
1897                 /*
1898                  * The free queue has sufficient free pages to take one out.
1899                  */
1900                 m = vm_page_select_free(pg_color);
1901         } else if (page_req & VM_ALLOC_NORMAL) {
1902                 /*
1903                  * Allocatable from the cache (non-interrupt only).  On
1904                  * success, we must free the page and try again, thus
1905                  * ensuring that vmstats.v_*_free_min counters are replenished.
1906                  */
1907 #ifdef INVARIANTS
1908                 if (curthread->td_preempted) {
1909                         kprintf("vm_page_alloc(): warning, attempt to allocate"
1910                                 " cache page from preempting interrupt\n");
1911                         m = NULL;
1912                 } else {
1913                         m = vm_page_select_cache(pg_color);
1914                 }
1915 #else
1916                 m = vm_page_select_cache(pg_color);
1917 #endif
1918                 /*
1919                  * On success move the page into the free queue and loop.
1920                  *
1921                  * Only do this if we can safely acquire the vm_object lock,
1922                  * because this is effectively a random page and the caller
1923                  * might be holding the lock shared, we don't want to
1924                  * deadlock.
1925                  */
1926                 if (m != NULL) {
1927                         KASSERT(m->dirty == 0,
1928                                 ("Found dirty cache page %p", m));
1929                         if ((obj = m->object) != NULL) {
1930                                 if (vm_object_hold_try(obj)) {
1931                                         vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1932                                         vm_page_free(m);
1933                                         /* m->object NULL here */
1934                                         vm_object_drop(obj);
1935                                 } else {
1936                                         vm_page_deactivate(m);
1937                                         vm_page_wakeup(m);
1938                                 }
1939                         } else {
1940                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1941                                 vm_page_free(m);
1942                         }
1943                         goto loop;
1944                 }
1945
1946                 /*
1947                  * On failure return NULL
1948                  */
1949                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit, 1);
1950                 pagedaemon_wakeup();
1951                 return (NULL);
1952         } else {
1953                 /*
1954                  * No pages available, wakeup the pageout daemon and give up.
1955                  */
1956                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit, 1);
1957                 pagedaemon_wakeup();
1958                 return (NULL);
1959         }
1960
1961         /*
1962          * v_free_count can race so loop if we don't find the expected
1963          * page.
1964          */
1965         if (m == NULL) {
1966                 vmstats_rollup();
1967                 goto loop;
1968         }
1969
1970         /*
1971          * Good page found.  The page has already been busied for us and
1972          * removed from its queues.
1973          */
1974         KASSERT(m->dirty == 0,
1975                 ("vm_page_alloc: free/cache page %p was dirty", m));
1976         KKASSERT(m->queue == PQ_NONE);
1977
1978 #if 0
1979 done:
1980 #endif
1981         /*
1982          * Initialize the structure, inheriting some flags but clearing
1983          * all the rest.  The page has already been busied for us.
1984          */
1985         vm_page_flag_clear(m, ~PG_KEEP_NEWPAGE_MASK);
1986
1987         KKASSERT(m->wire_count == 0);
1988         KKASSERT(m->busy == 0);
1989         m->act_count = 0;
1990         m->valid = 0;
1991
1992         /*
1993          * Caller must be holding the object lock (asserted by
1994          * vm_page_insert()).
1995          *
1996          * NOTE: Inserting a page here does not insert it into any pmaps
1997          *       (which could cause us to block allocating memory).
1998          *
1999          * NOTE: If no object an unassociated page is allocated, m->pindex
2000          *       can be used by the caller for any purpose.
2001          */
2002         if (object) {
2003                 if (vm_page_insert(m, object, pindex) == FALSE) {
2004                         vm_page_free(m);
2005                         if ((page_req & VM_ALLOC_NULL_OK) == 0)
2006                                 panic("PAGE RACE %p[%ld]/%p",
2007                                       object, (long)pindex, m);
2008                         m = NULL;
2009                 }
2010         } else {
2011                 m->pindex = pindex;
2012         }
2013
2014         /*
2015          * Don't wakeup too often - wakeup the pageout daemon when
2016          * we would be nearly out of memory.
2017          */
2018         pagedaemon_wakeup();
2019
2020         /*
2021          * A PG_BUSY page is returned.
2022          */
2023         return (m);
2024 }
2025
2026 /*
2027  * Returns number of pages available in our DMA memory reserve
2028  * (adjusted with vm.dma_reserved=<value>m in /boot/loader.conf)
2029  */
2030 vm_size_t
2031 vm_contig_avail_pages(void)
2032 {
2033         alist_blk_t blk;
2034         alist_blk_t count;
2035         alist_blk_t bfree;
2036         spin_lock(&vm_contig_spin);
2037         bfree = alist_free_info(&vm_contig_alist, &blk, &count);
2038         spin_unlock(&vm_contig_spin);
2039
2040         return bfree;
2041 }
2042
2043 /*
2044  * Attempt to allocate contiguous physical memory with the specified
2045  * requirements.
2046  */
2047 vm_page_t
2048 vm_page_alloc_contig(vm_paddr_t low, vm_paddr_t high,
2049                      unsigned long alignment, unsigned long boundary,
2050                      unsigned long size, vm_memattr_t memattr)
2051 {
2052         alist_blk_t blk;
2053         vm_page_t m;
2054         int i;
2055
2056         alignment >>= PAGE_SHIFT;
2057         if (alignment == 0)
2058                 alignment = 1;
2059         boundary >>= PAGE_SHIFT;
2060         if (boundary == 0)
2061                 boundary = 1;
2062         size = (size + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
2063
2064         spin_lock(&vm_contig_spin);
2065         blk = alist_alloc(&vm_contig_alist, 0, size);
2066         if (blk == ALIST_BLOCK_NONE) {
2067                 spin_unlock(&vm_contig_spin);
2068                 if (bootverbose) {
2069                         kprintf("vm_page_alloc_contig: %ldk nospace\n",
2070                                 (size + PAGE_MASK) * (PAGE_SIZE / 1024));
2071                 }
2072                 return(NULL);
2073         }
2074         if (high && ((vm_paddr_t)(blk + size) << PAGE_SHIFT) > high) {
2075                 alist_free(&vm_contig_alist, blk, size);
2076                 spin_unlock(&vm_contig_spin);
2077                 if (bootverbose) {
2078                         kprintf("vm_page_alloc_contig: %ldk high "
2079                                 "%016jx failed\n",
2080                                 (size + PAGE_MASK) * (PAGE_SIZE / 1024),
2081                                 (intmax_t)high);
2082                 }
2083                 return(NULL);
2084         }
2085         spin_unlock(&vm_contig_spin);
2086         if (vm_contig_verbose) {
2087                 kprintf("vm_page_alloc_contig: %016jx/%ldk\n",
2088                         (intmax_t)(vm_paddr_t)blk << PAGE_SHIFT,
2089                         (size + PAGE_MASK) * (PAGE_SIZE / 1024));
2090         }
2091
2092         m = PHYS_TO_VM_PAGE((vm_paddr_t)blk << PAGE_SHIFT);
2093         if (memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2094                 for (i = 0;i < size;i++)
2095                         pmap_page_set_memattr(&m[i], memattr);
2096         return m;
2097 }
2098
2099 /*
2100  * Free contiguously allocated pages.  The pages will be wired but not busy.
2101  * When freeing to the alist we leave them wired and not busy.
2102  */
2103 void
2104 vm_page_free_contig(vm_page_t m, unsigned long size)
2105 {
2106         vm_paddr_t pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2107         vm_pindex_t start = pa >> PAGE_SHIFT;
2108         vm_pindex_t pages = (size + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
2109
2110         if (vm_contig_verbose) {
2111                 kprintf("vm_page_free_contig:  %016jx/%ldk\n",
2112                         (intmax_t)pa, size / 1024);
2113         }
2114         if (pa < vm_low_phys_reserved) {
2115                 KKASSERT(pa + size <= vm_low_phys_reserved);
2116                 spin_lock(&vm_contig_spin);
2117                 alist_free(&vm_contig_alist, start, pages);
2118                 spin_unlock(&vm_contig_spin);
2119         } else {
2120                 while (pages) {
2121                         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "cpgfr");
2122                         vm_page_unwire(m, 0);
2123                         vm_page_free(m);
2124                         --pages;
2125                         ++m;
2126                 }
2127
2128         }
2129 }
2130
2131
2132 /*
2133  * Wait for sufficient free memory for nominal heavy memory use kernel
2134  * operations.
2135  *
2136  * WARNING!  Be sure never to call this in any vm_pageout code path, which
2137  *           will trivially deadlock the system.
2138  */
2139 void
2140 vm_wait_nominal(void)
2141 {
2142         while (vm_page_count_min(0))
2143                 vm_wait(0);
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Test if vm_wait_nominal() would block.
2148  */
2149 int
2150 vm_test_nominal(void)
2151 {
2152         if (vm_page_count_min(0))
2153                 return(1);
2154         return(0);
2155 }
2156
2157 /*
2158  * Block until free pages are available for allocation, called in various
2159  * places before memory allocations.
2160  *
2161  * The caller may loop if vm_page_count_min() == FALSE so we cannot be
2162  * more generous then that.
2163  */
2164 void
2165 vm_wait(int timo)
2166 {
2167         /*
2168          * never wait forever
2169          */
2170         if (timo == 0)
2171                 timo = hz;
2172         lwkt_gettoken(&vm_token);
2173
2174         if (curthread == pagethread) {
2175                 /*
2176                  * The pageout daemon itself needs pages, this is bad.
2177                  */
2178                 if (vm_page_count_min(0)) {
2179                         vm_pageout_pages_needed = 1;
2180                         tsleep(&vm_pageout_pages_needed, 0, "VMWait", timo);
2181                 }
2182         } else {
2183                 /*
2184                  * Wakeup the pageout daemon if necessary and wait.
2185                  *
2186                  * Do not wait indefinitely for the target to be reached,
2187                  * as load might prevent it from being reached any time soon.
2188                  * But wait a little to try to slow down page allocations
2189                  * and to give more important threads (the pagedaemon)
2190                  * allocation priority.
2191                  */
2192                 if (vm_page_count_target()) {
2193                         if (vm_pages_needed == 0) {
2194                                 vm_pages_needed = 1;
2195                                 wakeup(&vm_pages_needed);
2196                         }
2197                         ++vm_pages_waiting;     /* SMP race ok */
2198                         tsleep(&vmstats.v_free_count, 0, "vmwait", timo);
2199                 }
2200         }
2201         lwkt_reltoken(&vm_token);
2202 }
2203
2204 /*
2205  * Block until free pages are available for allocation
2206  *
2207  * Called only from vm_fault so that processes page faulting can be
2208  * easily tracked.
2209  */
2210 void
2211 vm_wait_pfault(void)
2212 {
2213         /*
2214          * Wakeup the pageout daemon if necessary and wait.
2215          *
2216          * Do not wait indefinitely for the target to be reached,
2217          * as load might prevent it from being reached any time soon.
2218          * But wait a little to try to slow down page allocations
2219          * and to give more important threads (the pagedaemon)
2220          * allocation priority.
2221          */
2222         if (vm_page_count_min(0)) {
2223                 lwkt_gettoken(&vm_token);
2224                 while (vm_page_count_severe()) {
2225                         if (vm_page_count_target()) {
2226                                 thread_t td;
2227
2228                                 if (vm_pages_needed == 0) {
2229                                         vm_pages_needed = 1;
2230                                         wakeup(&vm_pages_needed);
2231                                 }
2232                                 ++vm_pages_waiting;     /* SMP race ok */
2233                                 tsleep(&vmstats.v_free_count, 0, "pfault", hz);
2234
2235                                 /*
2236                                  * Do not stay stuck in the loop if the system is trying
2237                                  * to kill the process.
2238                                  */
2239                                 td = curthread;
2240                                 if (td->td_proc && (td->td_proc->p_flags & P_LOWMEMKILL))
2241                                         break;
2242                         }
2243                 }
2244                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2245         }
2246 }
2247
2248 /*
2249  * Put the specified page on the active list (if appropriate).  Ensure
2250  * that act_count is at least ACT_INIT but do not otherwise mess with it.
2251  *
2252  * The caller should be holding the page busied ? XXX
2253  * This routine may not block.
2254  */
2255 void
2256 vm_page_activate(vm_page_t m)
2257 {
2258         u_short oqueue;
2259
2260         vm_page_spin_lock(m);
2261         if (m->queue - m->pc != PQ_ACTIVE) {
2262                 _vm_page_queue_spin_lock(m);
2263                 oqueue = _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
2264                 /* page is left spinlocked, queue is unlocked */
2265
2266                 if (oqueue == PQ_CACHE)
2267                         mycpu->gd_cnt.v_reactivated++;
2268                 if (m->wire_count == 0 && (m->flags & PG_UNMANAGED) == 0) {
2269                         if (m->act_count < ACT_INIT)
2270                                 m->act_count = ACT_INIT;
2271                         _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_ACTIVE + m->pc, 0);
2272                 }
2273                 _vm_page_and_queue_spin_unlock(m);
2274                 if (oqueue == PQ_CACHE || oqueue == PQ_FREE)
2275                         pagedaemon_wakeup();
2276         } else {
2277                 if (m->act_count < ACT_INIT)
2278                         m->act_count = ACT_INIT;
2279                 vm_page_spin_unlock(m);
2280         }
2281 }
2282
2283 /*
2284  * Helper routine for vm_page_free_toq() and vm_page_cache().  This
2285  * routine is called when a page has been added to the cache or free
2286  * queues.
2287  *
2288  * This routine may not block.
2289  */
2290 static __inline void
2291 vm_page_free_wakeup(void)
2292 {
2293         globaldata_t gd = mycpu;
2294
2295         /*
2296          * If the pageout daemon itself needs pages, then tell it that
2297          * there are some free.
2298          */
2299         if (vm_pageout_pages_needed &&
2300             gd->gd_vmstats.v_cache_count + gd->gd_vmstats.v_free_count >=
2301             gd->gd_vmstats.v_pageout_free_min
2302         ) {
2303                 vm_pageout_pages_needed = 0;
2304                 wakeup(&vm_pageout_pages_needed);
2305         }
2306
2307         /*
2308          * Wakeup processes that are waiting on memory.
2309          *
2310          * Generally speaking we want to wakeup stuck processes as soon as
2311          * possible.  !vm_page_count_min(0) is the absolute minimum point
2312          * where we can do this.  Wait a bit longer to reduce degenerate
2313          * re-blocking (vm_page_free_hysteresis).  The target check is just
2314          * to make sure the min-check w/hysteresis does not exceed the
2315          * normal target.
2316          */
2317         if (vm_pages_waiting) {
2318                 if (!vm_page_count_min(vm_page_free_hysteresis) ||
2319                     !vm_page_count_target()) {
2320                         vm_pages_waiting = 0;
2321                         wakeup(&vmstats.v_free_count);
2322                         ++mycpu->gd_cnt.v_ppwakeups;
2323                 }
2324 #if 0
2325                 if (!vm_page_count_target()) {
2326                         /*
2327                          * Plenty of pages are free, wakeup everyone.
2328                          */
2329                         vm_pages_waiting = 0;
2330                         wakeup(&vmstats.v_free_count);
2331                         ++mycpu->gd_cnt.v_ppwakeups;
2332                 } else if (!vm_page_count_min(0)) {
2333                         /*
2334                          * Some pages are free, wakeup someone.
2335                          */
2336                         int wcount = vm_pages_waiting;
2337                         if (wcount > 0)
2338                                 --wcount;
2339                         vm_pages_waiting = wcount;
2340                         wakeup_one(&vmstats.v_free_count);
2341                         ++mycpu->gd_cnt.v_ppwakeups;
2342                 }
2343 #endif
2344         }
2345 }
2346
2347 /*
2348  * Returns the given page to the PQ_FREE or PQ_HOLD list and disassociates
2349  * it from its VM object.
2350  *
2351  * The vm_page must be PG_BUSY on entry.  PG_BUSY will be released on
2352  * return (the page will have been freed).
2353  */
2354 void
2355 vm_page_free_toq(vm_page_t m)
2356 {
2357         mycpu->gd_cnt.v_tfree++;
2358         KKASSERT((m->flags & PG_MAPPED) == 0);
2359         KKASSERT(m->flags & PG_BUSY);
2360
2361         if (m->busy || ((m->queue - m->pc) == PQ_FREE)) {
2362                 kprintf("vm_page_free: pindex(%lu), busy(%d), "
2363                         "PG_BUSY(%d), hold(%d)\n",
2364                         (u_long)m->pindex, m->busy,
2365                         ((m->flags & PG_BUSY) ? 1 : 0), m->hold_count);
2366                 if ((m->queue - m->pc) == PQ_FREE)
2367                         panic("vm_page_free: freeing free page");
2368                 else
2369                         panic("vm_page_free: freeing busy page");
2370         }
2371
2372         /*
2373          * Remove from object, spinlock the page and its queues and
2374          * remove from any queue.  No queue spinlock will be held
2375          * after this section (because the page was removed from any
2376          * queue).
2377          */
2378         vm_page_remove(m);
2379         vm_page_and_queue_spin_lock(m);
2380         _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
2381
2382         /*
2383          * No further management of fictitious pages occurs beyond object
2384          * and queue removal.
2385          */
2386         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
2387                 vm_page_spin_unlock(m);
2388                 vm_page_wakeup(m);
2389                 return;
2390         }
2391
2392         m->valid = 0;
2393         vm_page_undirty(m);
2394
2395         if (m->wire_count != 0) {
2396                 if (m->wire_count > 1) {
2397                     panic(
2398                         "vm_page_free: invalid wire count (%d), pindex: 0x%lx",
2399                         m->wire_count, (long)m->pindex);
2400                 }
2401                 panic("vm_page_free: freeing wired page");
2402         }
2403
2404         /*
2405          * Clear the UNMANAGED flag when freeing an unmanaged page.
2406          * Clear the NEED_COMMIT flag
2407          */
2408         if (m->flags & PG_UNMANAGED)
2409                 vm_page_flag_clear(m, PG_UNMANAGED);
2410         if (m->flags & PG_NEED_COMMIT)
2411                 vm_page_flag_clear(m, PG_NEED_COMMIT);
2412
2413         if (m->hold_count != 0) {
2414                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_HOLD + m->pc, 0);
2415         } else {
2416                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_FREE + m->pc, 1);
2417         }
2418
2419         /*
2420          * This sequence allows us to clear PG_BUSY while still holding
2421          * its spin lock, which reduces contention vs allocators.  We
2422          * must not leave the queue locked or _vm_page_wakeup() may
2423          * deadlock.
2424          */
2425         _vm_page_queue_spin_unlock(m);
2426         if (_vm_page_wakeup(m)) {
2427                 vm_page_spin_unlock(m);
2428                 wakeup(m);
2429         } else {
2430                 vm_page_spin_unlock(m);
2431         }
2432         vm_page_free_wakeup();
2433 }
2434
2435 /*
2436  * vm_page_unmanage()
2437  *
2438  * Prevent PV management from being done on the page.  The page is
2439  * removed from the paging queues as if it were wired, and as a 
2440  * consequence of no longer being managed the pageout daemon will not
2441  * touch it (since there is no way to locate the pte mappings for the
2442  * page).  madvise() calls that mess with the pmap will also no longer
2443  * operate on the page.
2444  *
2445  * Beyond that the page is still reasonably 'normal'.  Freeing the page
2446  * will clear the flag.
2447  *
2448  * This routine is used by OBJT_PHYS objects - objects using unswappable
2449  * physical memory as backing store rather then swap-backed memory and
2450  * will eventually be extended to support 4MB unmanaged physical 
2451  * mappings.
2452  *
2453  * Caller must be holding the page busy.
2454  */
2455 void
2456 vm_page_unmanage(vm_page_t m)
2457 {
2458         KKASSERT(m->flags & PG_BUSY);
2459         if ((m->flags & PG_UNMANAGED) == 0) {
2460                 if (m->wire_count == 0)
2461                         vm_page_unqueue(m);
2462         }
2463         vm_page_flag_set(m, PG_UNMANAGED);
2464 }
2465
2466 /*
2467  * Mark this page as wired down by yet another map, removing it from
2468  * paging queues as necessary.
2469  *
2470  * Caller must be holding the page busy.
2471  */
2472 void
2473 vm_page_wire(vm_page_t m)
2474 {
2475         /*
2476          * Only bump the wire statistics if the page is not already wired,
2477          * and only unqueue the page if it is on some queue (if it is unmanaged
2478          * it is already off the queues).  Don't do anything with fictitious
2479          * pages because they are always wired.
2480          */
2481         KKASSERT(m->flags & PG_BUSY);
2482         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2483                 if (atomic_fetchadd_int(&m->wire_count, 1) == 0) {
2484                         if ((m->flags & PG_UNMANAGED) == 0)
2485                                 vm_page_unqueue(m);
2486                         atomic_add_int(&mycpu->gd_vmstats_adj.v_wire_count, 1);
2487                 }
2488                 KASSERT(m->wire_count != 0,
2489                         ("vm_page_wire: wire_count overflow m=%p", m));
2490         }
2491 }
2492
2493 /*
2494  * Release one wiring of this page, potentially enabling it to be paged again.
2495  *
2496  * Many pages placed on the inactive queue should actually go
2497  * into the cache, but it is difficult to figure out which.  What
2498  * we do instead, if the inactive target is well met, is to put
2499  * clean pages at the head of the inactive queue instead of the tail.
2500  * This will cause them to be moved to the cache more quickly and
2501  * if not actively re-referenced, freed more quickly.  If we just
2502  * stick these pages at the end of the inactive queue, heavy filesystem
2503  * meta-data accesses can cause an unnecessary paging load on memory bound 
2504  * processes.  This optimization causes one-time-use metadata to be
2505  * reused more quickly.
2506  *
2507  * Pages marked PG_NEED_COMMIT are always activated and never placed on
2508  * the inactive queue.  This helps the pageout daemon determine memory
2509  * pressure and act on out-of-memory situations more quickly.
2510  *
2511  * BUT, if we are in a low-memory situation we have no choice but to
2512  * put clean pages on the cache queue.
2513  *
2514  * A number of routines use vm_page_unwire() to guarantee that the page
2515  * will go into either the inactive or active queues, and will NEVER
2516  * be placed in the cache - for example, just after dirtying a page.
2517  * dirty pages in the cache are not allowed.
2518  *
2519  * This routine may not block.
2520  */
2521 void
2522 vm_page_unwire(vm_page_t m, int activate)
2523 {
2524         KKASSERT(m->flags & PG_BUSY);
2525         if (m->flags & PG_FICTITIOUS) {
2526                 /* do nothing */
2527         } else if (m->wire_count <= 0) {
2528                 panic("vm_page_unwire: invalid wire count: %d", m->wire_count);
2529         } else {
2530                 if (atomic_fetchadd_int(&m->wire_count, -1) == 1) {
2531                         atomic_add_int(&mycpu->gd_vmstats_adj.v_wire_count, -1);
2532                         if (m->flags & PG_UNMANAGED) {
2533                                 ;
2534                         } else if (activate || (m->flags & PG_NEED_COMMIT)) {
2535                                 vm_page_spin_lock(m);
2536                                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m,
2537                                                         PQ_ACTIVE + m->pc, 0);
2538                                 _vm_page_and_queue_spin_unlock(m);
2539                         } else {
2540                                 vm_page_spin_lock(m);
2541                                 vm_page_flag_clear(m, PG_WINATCFLS);
2542                                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m,
2543                                                         PQ_INACTIVE + m->pc, 0);
2544                                 ++vm_swapcache_inactive_heuristic;
2545                                 _vm_page_and_queue_spin_unlock(m);
2546                         }
2547                 }
2548         }
2549 }
2550
2551 /*
2552  * Move the specified page to the inactive queue.  If the page has
2553  * any associated swap, the swap is deallocated.
2554  *
2555  * Normally athead is 0 resulting in LRU operation.  athead is set
2556  * to 1 if we want this page to be 'as if it were placed in the cache',
2557  * except without unmapping it from the process address space.
2558  *
2559  * vm_page's spinlock must be held on entry and will remain held on return.
2560  * This routine may not block.
2561  */
2562 static void
2563 _vm_page_deactivate_locked(vm_page_t m, int athead)
2564 {
2565         u_short oqueue;
2566
2567         /*
2568          * Ignore if already inactive.
2569          */
2570         if (m->queue - m->pc == PQ_INACTIVE)
2571                 return;
2572         _vm_page_queue_spin_lock(m);
2573         oqueue = _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
2574
2575         if (m->wire_count == 0 && (m->flags & PG_UNMANAGED) == 0) {
2576                 if (oqueue == PQ_CACHE)
2577                         mycpu->gd_cnt.v_reactivated++;
2578                 vm_page_flag_clear(m, PG_WINATCFLS);
2579                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_INACTIVE + m->pc, athead);
2580                 if (athead == 0)
2581                         ++vm_swapcache_inactive_heuristic;
2582         }
2583         /* NOTE: PQ_NONE if condition not taken */
2584         _vm_page_queue_spin_unlock(m);
2585         /* leaves vm_page spinlocked */
2586 }
2587
2588 /*
2589  * Attempt to deactivate a page.
2590  *
2591  * No requirements.
2592  */
2593 void
2594 vm_page_deactivate(vm_page_t m)
2595 {
2596         vm_page_spin_lock(m);
2597         _vm_page_deactivate_locked(m, 0);
2598         vm_page_spin_unlock(m);
2599 }
2600
2601 void
2602 vm_page_deactivate_locked(vm_page_t m)
2603 {
2604         _vm_page_deactivate_locked(m, 0);
2605 }
2606
2607 /*
2608  * Attempt to move a busied page to PQ_CACHE, then unconditionally unbusy it.
2609  *
2610  * This function returns non-zero if it successfully moved the page to
2611  * PQ_CACHE.
2612  *
2613  * This function unconditionally unbusies the page on return.
2614  */
2615 int
2616 vm_page_try_to_cache(vm_page_t m)
2617 {
2618         vm_page_spin_lock(m);
2619         if (m->dirty || m->hold_count || m->wire_count ||
2620             (m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_NEED_COMMIT))) {
2621                 if (_vm_page_wakeup(m)) {
2622                         vm_page_spin_unlock(m);
2623                         wakeup(m);
2624                 } else {
2625                         vm_page_spin_unlock(m);
2626                 }
2627                 return(0);
2628         }
2629         vm_page_spin_unlock(m);
2630
2631         /*
2632          * Page busied by us and no longer spinlocked.  Dirty pages cannot
2633          * be moved to the cache.
2634          */
2635         vm_page_test_dirty(m);
2636         if (m->dirty || (m->flags & PG_NEED_COMMIT)) {
2637                 vm_page_wakeup(m);
2638                 return(0);
2639         }
2640         vm_page_cache(m);
2641         return(1);
2642 }
2643
2644 /*
2645  * Attempt to free the page.  If we cannot free it, we do nothing.
2646  * 1 is returned on success, 0 on failure.
2647  *
2648  * No requirements.
2649  */
2650 int
2651 vm_page_try_to_free(vm_page_t m)
2652 {
2653         vm_page_spin_lock(m);
2654         if (vm_page_busy_try(m, TRUE)) {
2655                 vm_page_spin_unlock(m);
2656                 return(0);
2657         }
2658
2659         /*
2660          * The page can be in any state, including already being on the free
2661          * queue.  Check to see if it really can be freed.
2662          */
2663         if (m->dirty ||                         /* can't free if it is dirty */
2664             m->hold_count ||                    /* or held (XXX may be wrong) */
2665             m->wire_count ||                    /* or wired */
2666             (m->flags & (PG_UNMANAGED |         /* or unmanaged */
2667                          PG_NEED_COMMIT)) ||    /* or needs a commit */
2668             m->queue - m->pc == PQ_FREE ||      /* already on PQ_FREE */
2669             m->queue - m->pc == PQ_HOLD) {      /* already on PQ_HOLD */
2670                 if (_vm_page_wakeup(m)) {
2671                         vm_page_spin_unlock(m);
2672                         wakeup(m);
2673                 } else {
2674                         vm_page_spin_unlock(m);
2675                 }
2676                 return(0);
2677         }
2678         vm_page_spin_unlock(m);
2679
2680         /*
2681          * We can probably free the page.
2682          *
2683          * Page busied by us and no longer spinlocked.  Dirty pages will
2684          * not be freed by this function.    We have to re-test the
2685          * dirty bit after cleaning out the pmaps.
2686          */
2687         vm_page_test_dirty(m);
2688         if (m->dirty || (m->flags & PG_NEED_COMMIT)) {
2689                 vm_page_wakeup(m);
2690                 return(0);
2691         }
2692         vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
2693         if (m->dirty || (m->flags & PG_NEED_COMMIT)) {
2694                 vm_page_wakeup(m);
2695                 return(0);
2696         }
2697         vm_page_free(m);
2698         return(1);
2699 }
2700
2701 /*
2702  * vm_page_cache
2703  *
2704  * Put the specified page onto the page cache queue (if appropriate).
2705  *
2706  * The page must be busy, and this routine will release the busy and
2707  * possibly even free the page.
2708  */
2709 void
2710 vm_page_cache(vm_page_t m)
2711 {
2712         /*
2713          * Not suitable for the cache
2714          */
2715         if ((m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_NEED_COMMIT)) ||
2716             m->busy || m->wire_count || m->hold_count) {
2717                 vm_page_wakeup(m);
2718                 return;
2719         }
2720
2721         /*
2722          * Already in the cache (and thus not mapped)
2723          */
2724         if ((m->queue - m->pc) == PQ_CACHE) {
2725                 KKASSERT((m->flags & PG_MAPPED) == 0);
2726                 vm_page_wakeup(m);
2727                 return;
2728         }
2729
2730         /*
2731          * Caller is required to test m->dirty, but note that the act of
2732          * removing the page from its maps can cause it to become dirty
2733          * on an SMP system due to another cpu running in usermode.
2734          */
2735         if (m->dirty) {
2736                 panic("vm_page_cache: caching a dirty page, pindex: %ld",
2737                         (long)m->pindex);
2738         }
2739
2740         /*
2741          * Remove all pmaps and indicate that the page is not
2742          * writeable or mapped.  Our vm_page_protect() call may
2743          * have blocked (especially w/ VM_PROT_NONE), so recheck
2744          * everything.
2745          */
2746         vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
2747         if ((m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_MAPPED)) ||
2748             m->busy || m->wire_count || m->hold_count) {
2749                 vm_page_wakeup(m);
2750         } else if (m->dirty || (m->flags & PG_NEED_COMMIT)) {
2751                 vm_page_deactivate(m);
2752                 vm_page_wakeup(m);
2753         } else {
2754                 _vm_page_and_queue_spin_lock(m);
2755                 _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
2756                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_CACHE + m->pc, 0);
2757                 _vm_page_queue_spin_unlock(m);
2758                 if (_vm_page_wakeup(m)) {
2759                         vm_page_spin_unlock(m);
2760                         wakeup(m);
2761                 } else {
2762                         vm_page_spin_unlock(m);
2763                 }
2764                 vm_page_free_wakeup();
2765         }
2766 }
2767
2768 /*
2769  * vm_page_dontneed()
2770  *
2771  * Cache, deactivate, or do nothing as appropriate.  This routine
2772  * is typically used by madvise() MADV_DONTNEED.
2773  *
2774  * Generally speaking we want to move the page into the cache so
2775  * it gets reused quickly.  However, this can result in a silly syndrome
2776  * due to the page recycling too quickly.  Small objects will not be
2777  * fully cached.  On the otherhand, if we move the page to the inactive
2778  * queue we wind up with a problem whereby very large objects 
2779  * unnecessarily blow away our inactive and cache queues.
2780  *
2781  * The solution is to move the pages based on a fixed weighting.  We
2782  * either leave them alone, deactivate them, or move them to the cache,
2783  * where moving them to the cache has the highest weighting.
2784  * By forcing some pages into other queues we eventually force the
2785  * system to balance the queues, potentially recovering other unrelated
2786  * space from active.  The idea is to not force this to happen too
2787  * often.
2788  *
2789  * The page must be busied.
2790  */
2791 void
2792 vm_page_dontneed(vm_page_t m)
2793 {
2794         static int dnweight;
2795         int dnw;
2796         int head;
2797
2798         dnw = ++dnweight;
2799
2800         /*
2801          * occassionally leave the page alone
2802          */
2803         if ((dnw & 0x01F0) == 0 ||
2804             m->queue - m->pc == PQ_INACTIVE ||
2805             m->queue - m->pc == PQ_CACHE
2806         ) {
2807                 if (m->act_count >= ACT_INIT)
2808                         --m->act_count;
2809                 return;
2810         }
2811
2812         /*
2813          * If vm_page_dontneed() is inactivating a page, it must clear
2814          * the referenced flag; otherwise the pagedaemon will see references
2815          * on the page in the inactive queue and reactivate it. Until the 
2816          * page can move to the cache queue, madvise's job is not done.
2817          */
2818         vm_page_flag_clear(m, PG_REFERENCED);
2819         pmap_clear_reference(m);
2820
2821         if (m->dirty == 0)
2822                 vm_page_test_dirty(m);
2823
2824         if (m->dirty || (dnw & 0x0070) == 0) {
2825                 /*
2826                  * Deactivate the page 3 times out of 32.
2827                  */
2828                 head = 0;
2829         } else {
2830                 /*
2831                  * Cache the page 28 times out of every 32.  Note that
2832                  * the page is deactivated instead of cached, but placed
2833                  * at the head of the queue instead of the tail.
2834                  */
2835                 head = 1;
2836         }
2837         vm_page_spin_lock(m);
2838         _vm_page_deactivate_locked(m, head);
2839         vm_page_spin_unlock(m);
2840 }
2841
2842 /*
2843  * These routines manipulate the 'soft busy' count for a page.  A soft busy
2844  * is almost like PG_BUSY except that it allows certain compatible operations
2845  * to occur on the page while it is busy.  For example, a page undergoing a
2846  * write can still be mapped read-only.
2847  *
2848  * Because vm_pages can overlap buffers m->busy can be > 1.  m->busy is only
2849  * adjusted while the vm_page is PG_BUSY so the flash will occur when the
2850  * busy bit is cleared.
2851  *
2852  * The caller must hold the page BUSY when making these two calls.
2853  */
2854 void
2855 vm_page_io_start(vm_page_t m)
2856 {
2857         KASSERT(m->flags & PG_BUSY, ("vm_page_io_start: page not busy!!!"));
2858         atomic_add_char(&m->busy, 1);
2859         vm_page_flag_set(m, PG_SBUSY);
2860 }
2861
2862 void
2863 vm_page_io_finish(vm_page_t m)
2864 {
2865         KASSERT(m->flags & PG_BUSY, ("vm_page_io_finish: page not busy!!!"));
2866         atomic_subtract_char(&m->busy, 1);
2867         if (m->busy == 0)
2868                 vm_page_flag_clear(m, PG_SBUSY);
2869 }
2870
2871 /*
2872  * Indicate that a clean VM page requires a filesystem commit and cannot
2873  * be reused.  Used by tmpfs.
2874  */
2875 void
2876 vm_page_need_commit(vm_page_t m)
2877 {
2878         vm_page_flag_set(m, PG_NEED_COMMIT);
2879         vm_object_set_writeable_dirty(m->object);
2880 }
2881
2882 void
2883 vm_page_clear_commit(vm_page_t m)
2884 {
2885         vm_page_flag_clear(m, PG_NEED_COMMIT);
2886 }
2887
2888 /*
2889  * Grab a page, blocking if it is busy and allocating a page if necessary.
2890  * A busy page is returned or NULL.  The page may or may not be valid and
2891  * might not be on a queue (the caller is responsible for the disposition of
2892  * the page).
2893  *
2894  * If VM_ALLOC_ZERO is specified and the grab must allocate a new page, the
2895  * page will be zero'd and marked valid.
2896  *
2897  * If VM_ALLOC_FORCE_ZERO is specified the page will be zero'd and marked
2898  * valid even if it already exists.
2899  *
2900  * If VM_ALLOC_RETRY is specified this routine will never return NULL.  Also
2901  * note that VM_ALLOC_NORMAL must be specified if VM_ALLOC_RETRY is specified.
2902  * VM_ALLOC_NULL_OK is implied when VM_ALLOC_RETRY is specified.
2903  *
2904  * This routine may block, but if VM_ALLOC_RETRY is not set then NULL is
2905  * always returned if we had blocked.  
2906  *
2907  * This routine may not be called from an interrupt.
2908  *
2909  * No other requirements.
2910  */
2911 vm_page_t
2912 vm_page_grab(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags)
2913 {
2914         vm_page_t m;
2915         int error;
2916         int shared = 1;
2917
2918         KKASSERT(allocflags &
2919                 (VM_ALLOC_NORMAL|VM_ALLOC_INTERRUPT|VM_ALLOC_SYSTEM));
2920         vm_object_hold_shared(object);
2921         for (;;) {
2922                 m = vm_page_lookup_busy_try(object, pindex, TRUE, &error);
2923                 if (error) {
2924                         vm_page_sleep_busy(m, TRUE, "pgrbwt");
2925                         if ((allocflags & VM_ALLOC_RETRY) == 0) {
2926                                 m = NULL;
2927                                 break;
2928                         }
2929                         /* retry */
2930                 } else if (m == NULL) {
2931                         if (shared) {
2932                                 vm_object_upgrade(object);
2933                                 shared = 0;
2934                         }
2935                         if (allocflags & VM_ALLOC_RETRY)
2936                                 allocflags |= VM_ALLOC_NULL_OK;
2937                         m = vm_page_alloc(object, pindex,
2938                                           allocflags & ~VM_ALLOC_RETRY);
2939                         if (m)
2940                                 break;
2941                         vm_wait(0);
2942                         if ((allocflags & VM_ALLOC_RETRY) == 0)
2943                                 goto failed;
2944                 } else {
2945                         /* m found */
2946                         break;
2947                 }
2948         }
2949
2950         /*
2951          * If VM_ALLOC_ZERO an invalid page will be zero'd and set valid.
2952          *
2953          * If VM_ALLOC_FORCE_ZERO the page is unconditionally zero'd and set
2954          * valid even if already valid.
2955          *
2956          * NOTE!  We have removed all of the PG_ZERO optimizations and also
2957          *        removed the idle zeroing code.  These optimizations actually
2958          *        slow things down on modern cpus because the zerod area is
2959          *        likely uncached, placing a memory-access burden on the
2960          *        accesors taking the fault.
2961          *
2962          *        By always zeroing the page in-line with the fault, no
2963          *        dynamic ram reads are needed and the caches are hot, ready
2964          *        for userland to access the memory.
2965          */
2966         if (m->valid == 0) {
2967                 if (allocflags & (VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_FORCE_ZERO)) {
2968                         pmap_zero_page(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2969                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
2970                 }
2971         } else if (allocflags & VM_ALLOC_FORCE_ZERO) {
2972                 pmap_zero_page(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2973                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
2974         }
2975 failed:
2976         vm_object_drop(object);
2977         return(m);
2978 }
2979
2980 /*
2981  * Mapping function for valid bits or for dirty bits in
2982  * a page.  May not block.
2983  *
2984  * Inputs are required to range within a page.
2985  *
2986  * No requirements.
2987  * Non blocking.
2988  */
2989 int
2990 vm_page_bits(int base, int size)
2991 {
2992         int first_bit;
2993         int last_bit;
2994
2995         KASSERT(
2996             base + size <= PAGE_SIZE,
2997             ("vm_page_bits: illegal base/size %d/%d", base, size)
2998         );
2999
3000         if (size == 0)          /* handle degenerate case */
3001                 return(0);
3002
3003         first_bit = base >> DEV_BSHIFT;
3004         last_bit = (base + size - 1) >> DEV_BSHIFT;
3005
3006         return ((2 << last_bit) - (1 << first_bit));
3007 }
3008
3009 /*
3010  * Sets portions of a page valid and clean.  The arguments are expected
3011  * to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
3012  * of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
3013  * such chunks will be zero'd.
3014  *
3015  * NOTE: When truncating a buffer vnode_pager_setsize() will automatically
3016  *       align base to DEV_BSIZE so as not to mark clean a partially
3017  *       truncated device block.  Otherwise the dirty page status might be
3018  *       lost.
3019  *
3020  * This routine may not block.
3021  *
3022  * (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
3023  */
3024 static void
3025 _vm_page_zero_valid(vm_page_t m, int base, int size)
3026 {
3027         int frag;
3028         int endoff;
3029
3030         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
3031                 return;
3032
3033         /*
3034          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
3035          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
3036          * first block.
3037          */
3038
3039         if ((frag = base & ~(DEV_BSIZE - 1)) != base &&
3040             (m->valid & (1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0
3041         ) {
3042                 pmap_zero_page_area(
3043                     VM_PAGE_TO_PHYS(m),
3044                     frag,
3045                     base - frag
3046                 );
3047         }
3048
3049         /*
3050          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the 
3051          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
3052          * the last block.
3053          */
3054
3055         endoff = base + size;
3056
3057         if ((frag = endoff & ~(DEV_BSIZE - 1)) != endoff &&
3058             (m->valid & (1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0
3059         ) {
3060                 pmap_zero_page_area(
3061                     VM_PAGE_TO_PHYS(m),
3062                     endoff,
3063                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1))
3064                 );
3065         }
3066 }
3067
3068 /*
3069  * Set valid, clear dirty bits.  If validating the entire
3070  * page we can safely clear the pmap modify bit.  We also
3071  * use this opportunity to clear the PG_NOSYNC flag.  If a process
3072  * takes a write fault on a MAP_NOSYNC memory area the flag will
3073  * be set again.
3074  *
3075  * We set valid bits inclusive of any overlap, but we can only
3076  * clear dirty bits for DEV_BSIZE chunks that are fully within
3077  * the range.
3078  *
3079  * Page must be busied?
3080  * No other requirements.
3081  */
3082 void
3083 vm_page_set_valid(vm_page_t m, int base, int size)
3084 {
3085         _vm_page_zero_valid(m, base, size);
3086         m->valid |= vm_page_bits(base, size);
3087 }
3088
3089
3090 /*
3091  * Set valid bits and clear dirty bits.
3092  *
3093  * Page must be busied by caller.
3094  *
3095  * NOTE: This function does not clear the pmap modified bit.
3096  *       Also note that e.g. NFS may use a byte-granular base
3097  *       and size.
3098  *
3099  * No other requirements.
3100  */
3101 void
3102 vm_page_set_validclean(vm_page_t m, int base, int size)
3103 {
3104         int pagebits;
3105
3106         _vm_page_zero_valid(m, base, size);
3107         pagebits = vm_page_bits(base, size);
3108         m->valid |= pagebits;
3109         m->dirty &= ~pagebits;
3110         if (base == 0 && size == PAGE_SIZE) {
3111                 /*pmap_clear_modify(m);*/
3112                 vm_page_flag_clear(m, PG_NOSYNC);
3113         }
3114 }
3115
3116 /*
3117  * Set valid & dirty.  Used by buwrite()
3118  *
3119  * Page must be busied by caller.
3120  */
3121 void
3122 vm_page_set_validdirty(vm_page_t m, int base, int size)
3123 {
3124         int pagebits;
3125
3126         pagebits = vm_page_bits(base, size);
3127         m->valid |= pagebits;
3128         m->dirty |= pagebits;
3129         if (m->object)
3130                vm_object_set_writeable_dirty(m->object);
3131 }
3132
3133 /*
3134  * Clear dirty bits.
3135  *
3136  * NOTE: This function does not clear the pmap modified bit.
3137  *       Also note that e.g. NFS may use a byte-granular base
3138  *       and size.
3139  *
3140  * Page must be busied?
3141  * No other requirements.
3142  */
3143 void
3144 vm_page_clear_dirty(vm_page_t m, int base, int size)
3145 {
3146         m->dirty &= ~vm_page_bits(base, size);
3147         if (base == 0 && size == PAGE_SIZE) {
3148                 /*pmap_clear_modify(m);*/
3149                 vm_page_flag_clear(m, PG_NOSYNC);
3150         }
3151 }
3152
3153 /*
3154  * Make the page all-dirty.
3155  *
3156  * Also make sure the related object and vnode reflect the fact that the
3157  * object may now contain a dirty page.
3158  *
3159  * Page must be busied?
3160  * No other requirements.
3161  */
3162 void
3163 vm_page_dirty(vm_page_t m)
3164 {
3165 #ifdef INVARIANTS
3166         int pqtype = m->queue - m->pc;
3167 #endif
3168         KASSERT(pqtype != PQ_CACHE && pqtype != PQ_FREE,
3169                 ("vm_page_dirty: page in free/cache queue!"));
3170         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL) {
3171                 m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
3172                 if (m->object)
3173                         vm_object_set_writeable_dirty(m->object);
3174         }
3175 }
3176
3177 /*
3178  * Invalidates DEV_BSIZE'd chunks within a page.  Both the
3179  * valid and dirty bits for the effected areas are cleared.
3180  *
3181  * Page must be busied?
3182  * Does not block.
3183  * No other requirements.
3184  */
3185 void
3186 vm_page_set_invalid(vm_page_t m, int base, int size)
3187 {
3188         int bits;
3189
3190         bits = vm_page_bits(base, size);
3191         m->valid &= ~bits;
3192         m->dirty &= ~bits;
3193         atomic_add_int(&m->object->generation, 1);
3194 }
3195
3196 /*
3197  * The kernel assumes that the invalid portions of a page contain 
3198  * garbage, but such pages can be mapped into memory by user code.
3199  * When this occurs, we must zero out the non-valid portions of the
3200  * page so user code sees what it expects.
3201  *
3202  * Pages are most often semi-valid when the end of a file is mapped 
3203  * into memory and the file's size is not page aligned.
3204  *
3205  * Page must be busied?
3206  * No other requirements.
3207  */
3208 void
3209 vm_page_zero_invalid(vm_page_t m, boolean_t setvalid)
3210 {
3211         int b;
3212         int i;
3213
3214         /*
3215          * Scan the valid bits looking for invalid sections that
3216          * must be zerod.  Invalid sub-DEV_BSIZE'd areas ( where the
3217          * valid bit may be set ) have already been zerod by
3218          * vm_page_set_validclean().
3219          */
3220         for (b = i = 0; i <= PAGE_SIZE / DEV_BSIZE; ++i) {
3221                 if (i == (PAGE_SIZE / DEV_BSIZE) || 
3222                     (m->valid & (1 << i))
3223                 ) {
3224                         if (i > b) {
3225                                 pmap_zero_page_area(
3226                                     VM_PAGE_TO_PHYS(m), 
3227                                     b << DEV_BSHIFT,
3228                                     (i - b) << DEV_BSHIFT
3229                                 );
3230                         }
3231                         b = i + 1;
3232                 }
3233         }
3234
3235         /*
3236          * setvalid is TRUE when we can safely set the zero'd areas
3237          * as being valid.  We can do this if there are no cache consistency
3238          * issues.  e.g. it is ok to do with UFS, but not ok to do with NFS.
3239          */
3240         if (setvalid)
3241                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3242 }
3243
3244 /*
3245  * Is a (partial) page valid?  Note that the case where size == 0
3246  * will return FALSE in the degenerate case where the page is entirely
3247  * invalid, and TRUE otherwise.
3248  *
3249  * Does not block.
3250  * No other requirements.
3251  */
3252 int
3253 vm_page_is_valid(vm_page_t m, int base, int size)
3254 {
3255         int bits = vm_page_bits(base, size);
3256
3257         if (m->valid && ((m->valid & bits) == bits))
3258                 return 1;
3259         else
3260                 return 0;
3261 }
3262
3263 /*
3264  * update dirty bits from pmap/mmu.  May not block.
3265  *
3266  * Caller must hold the page busy
3267  */
3268 void
3269 vm_page_test_dirty(vm_page_t m)
3270 {
3271         if ((m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL) && pmap_is_modified(m)) {
3272                 vm_page_dirty(m);
3273         }
3274 }
3275
3276 /*
3277  * Register an action, associating it with its vm_page
3278  */
3279 void
3280 vm_page_register_action(vm_page_action_t action, vm_page_event_t event)
3281 {
3282         struct vm_page_action_hash *hash;
3283         int hv;
3284
3285         hv = (int)((intptr_t)action->m >> 8) & vmaction_hmask;
3286         hash = &action_hash[hv];
3287
3288         lockmgr(&hash->lk, LK_EXCLUSIVE);
3289         vm_page_flag_set(action->m, PG_ACTIONLIST);
3290         action->event = event;
3291         LIST_INSERT_HEAD(&hash->list, action, entry);
3292         lockmgr(&hash->lk, LK_RELEASE);
3293 }
3294
3295 /*
3296  * Unregister an action, disassociating it from its related vm_page
3297  */
3298 void
3299 vm_page_unregister_action(vm_page_action_t action)
3300 {
3301         struct vm_page_action_hash *hash;
3302         int hv;
3303
3304         hv = (int)((intptr_t)action->m >> 8) & vmaction_hmask;
3305         hash = &action_hash[hv];
3306         lockmgr(&hash->lk, LK_EXCLUSIVE);
3307         if (action->event != VMEVENT_NONE) {
3308                 action->event = VMEVENT_NONE;
3309                 LIST_REMOVE(action, entry);
3310
3311                 if (LIST_EMPTY(&hash->list))
3312                         vm_page_flag_clear(action->m, PG_ACTIONLIST);
3313         }
3314         lockmgr(&hash->lk, LK_RELEASE);
3315 }
3316
3317 /*
3318  * Issue an event on a VM page.  Corresponding action structures are
3319  * removed from the page's list and called.
3320  *
3321  * If the vm_page has no more pending action events we clear its
3322  * PG_ACTIONLIST flag.
3323  */
3324 void
3325 vm_page_event_internal(vm_page_t m, vm_page_event_t event)
3326 {
3327         struct vm_page_action_hash *hash;
3328         struct vm_page_action *scan;
3329         struct vm_page_action *next;
3330         int hv;
3331         int all;
3332
3333         hv = (int)((intptr_t)m >> 8) & vmaction_hmask;
3334         hash = &action_hash[hv];
3335         all = 1;
3336
3337         lockmgr(&hash->lk, LK_EXCLUSIVE);
3338         LIST_FOREACH_MUTABLE(scan, &hash->list, entry, next) {
3339                 if (scan->m == m) {
3340                         if (scan->event == event) {
3341                                 scan->event = VMEVENT_NONE;
3342                                 LIST_REMOVE(scan, entry);
3343                                 scan->func(m, scan);
3344                                 /* XXX */
3345                         } else {
3346                                 all = 0;
3347                         }
3348                 }
3349         }
3350         if (all)
3351                 vm_page_flag_clear(m, PG_ACTIONLIST);
3352         lockmgr(&hash->lk, LK_RELEASE);
3353 }
3354
3355 #include "opt_ddb.h"
3356 #ifdef DDB
3357 #include <ddb/ddb.h>
3358
3359 DB_SHOW_COMMAND(page, vm_page_print_page_info)
3360 {
3361         db_printf("vmstats.v_free_count: %d\n", vmstats.v_free_count);
3362         db_printf("vmstats.v_cache_count: %d\n", vmstats.v_cache_count);
3363         db_printf("vmstats.v_inactive_count: %d\n", vmstats.v_inactive_count);
3364         db_printf("vmstats.v_active_count: %d\n", vmstats.v_active_count);
3365         db_printf("vmstats.v_wire_count: %d\n", vmstats.v_wire_count);
3366         db_printf("vmstats.v_free_reserved: %d\n", vmstats.v_free_reserved);
3367         db_printf("vmstats.v_free_min: %d\n", vmstats.v_free_min);
3368         db_printf("vmstats.v_free_target: %d\n", vmstats.v_free_target);
3369         db_printf("vmstats.v_cache_min: %d\n", vmstats.v_cache_min);
3370         db_printf("vmstats.v_inactive_target: %d\n", vmstats.v_inactive_target);
3371 }
3372
3373 DB_SHOW_COMMAND(pageq, vm_page_print_pageq_info)
3374 {
3375         int i;
3376         db_printf("PQ_FREE:");
3377         for (i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++) {
3378                 db_printf(" %d", vm_page_queues[PQ_FREE + i].lcnt);
3379         }
3380         db_printf("\n");
3381                 
3382         db_printf("PQ_CACHE:");
3383         for(i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++) {
3384                 db_printf(" %d", vm_page_queues[PQ_CACHE + i].lcnt);
3385         }
3386         db_printf("\n");
3387
3388         db_printf("PQ_ACTIVE:");
3389         for(i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++) {
3390                 db_printf(" %d", vm_page_queues[PQ_ACTIVE + i].lcnt);
3391         }
3392         db_printf("\n");
3393
3394         db_printf("PQ_INACTIVE:");
3395         for(i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++) {
3396                 db_printf(" %d", vm_page_queues[PQ_INACTIVE + i].lcnt);
3397         }
3398         db_printf("\n");
3399 }
3400 #endif /* DDB */